申请/专利权人：合肥华耀电子工业有限公司

申请日：2017-08-03

公开（公告）日：2023-05-23

公开（公告）号：CN107345989B

主分类号：G01R29/16

分类号：G01R29/16;G01R31/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.05.23#授权;2017.12.08#实质审查的生效;2017.11.14#公开

摘要：本发明提供一种三相输入电源缺相检测电路，包括信号转换电路、自锁电路以及输出电路，信号转换电路用于将三相电源输入电压转换为电平信号；自锁电路用于将高电平信号锁死；输出电路用于输出电平信号；信号转换电路的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路输入端，所述自锁电路的输出端连接输出电路的输入端。当三相电压输入正常，输出电路输出低电平；如果外部三相交流电的三相电压中任意一相电压发生掉电或缺相时，输出电路持续输出高电平并锁死，通过观察输出电路的输出电平信号检测电源缺相与否。本发明电路简单、检测快速、准确可靠、抗干扰能力强，具有很好的应用前景。

主权项：1.一种三相输入电源缺相检测电路，其特征在于：包括信号转换电路1、自锁电路2以及输出电路3，所述信号转换电路1用于将三相电源输入电压转换为电平信号；所述自锁电路2用于将高电平信号锁死；所述输出电路3用于输出电平信号；所述信号转换电路1的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路2的输入端，所述自锁电路2的输出端连接输出电路3的输入端，所述输出电路3包括光耦V4、二极管D5、电容C5以及电阻R18、R19，所述电阻R18一端连接12电源电压，其另一端连接光耦V4的阳极；光耦V4的集电极连接5V电源电压，其发射极经电容C5接地；电阻R19并联于电容C5两端；二极管D5阴极连接光耦V4的阴极，其阳极连接自锁电路2的输出端；所述信号转换电路1包括支路A、B以及C，所述支路A包括光耦V1、二极管D1以及运算放大器U4，电阻R1一端连接三相电源的A相，其另一端经电阻R4连接光耦V1的阳极，光耦V1的集电极连接运算放大器U4同相输入端；所述二极管D1阳极连接光耦V1的阴极，其阴极连接光耦V1的阳极；所述支路B包括光耦V2、二极管D2以及运算放大器U3，电阻R2一端连接电源B相电压，其另一端经电阻R5连接光耦V2的阳极，光耦V2的集电极连接运算放大器U2同相输入端；所述二极管D2阳极连接光耦V2的阴极，其阴极连接光耦V2的阳极；所述支路C包括光耦V3、二极管D3以及运算放大器U3，电阻R3一端连接电源C相电压，其另一端经电阻R6连接光耦V3的阳极，光耦V3的集电极连接运算放大器U3同相输入端；所述二极管D3阳极连接光耦V3的阴极，其阴极连接光耦V3的阳极；光耦V1、V2、V3的阴极相连，电阻R7一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V1的集电极；电阻R8一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V2的集电极；电阻R9一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V3的集电极；电阻R10一端连接12V电源电压，其另一端经电阻R11接地，电容C1并联于电阻R11两端；所述运算放大器U4、U2、U3反相输入端均与电阻R10、R11之间的节点相连；电阻R12一端连接12V电源电压，其另一端经电容C2接地；所述运算放大器U4、U2、U3的输出端均与电阻R12、电容C2之间的节点相连；所述运算放大器U4、U2、U3的输出端均连接自锁电路2的输入端；所述自锁电路2包括三极管Q1、运算放大器U1、二极管D4以及电容C3、C4，所述三极管Q1基极连接运算放大器U4、U2、U3的输出端，其集电极经R13连接12V电源电压，其发射极接地；所述运算放大器U1的反相输入端连接三极管Q1的集电极，其同相输入端经电阻R15连接12V电源电压、经电阻R16接地；所述电容C3一端连接运算放大器U1正供电端，其另一端接地；电容C4并联于电容C3两端；电阻R14一端连接运算放大器U1反相输入端，其另一端接地；电阻R17一端连接12V电源电压，其另一端连接运算放大器U1的输出端；二极管D4阳极连接运算放大器U1的输出端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端；运算放大器U1的输出端连接二极管D5的阳极。

全文数据：一种三相输入电源缺相检测电路技术领域[0001]本发明涉及电路检测领域，具体涉及一种二相输入电源的缺相检测电路。背景技术[0002]由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，开关电源有时会出现缺相运行的情况，且缺相运行不易被发现。当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会因严重过流而损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。[0003]检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路，由于电流互感器成本高、体积大，故在开关电源中一般采用电子缺相保护电路。而一般的电子缺相保护电路较复杂，需其它装置配合使用，成本较高，且可靠性不高。发明内容[0004]为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种三相输入电源的缺相检测电路，该电路结构简单、检测快速、准确可靠、抗干扰能力强。[0005]为实现上述目的，本发明提供一种三相输入电源的缺相检测电路，包括信号转换电路1、自锁电路2以及输出电路3,所述信号转换电路1用于将三相电源输入电压转换为电平信号;所述自锁电路2用于将高电平信号锁死;所述输出电路3用于输出电平信号;所述信号转换电路1的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路2输入端，所述自锁电路2的输出端连接输出电路3的输入端，所述输出电路3包括光耦V4、二极管D5、电容C5以及电阻R18、R19,所述电阻R18—端连接12电源电压，其另一端连接光耦V4的阳极;光耦V4的集电极连接5V电源电压，其发射极经电容C5接地；电阻R19并联于电容C5两端;二极管D5阴极连接光耦V4阴极，其阳极连接自锁电路2的输出端。[0006]具体地说，所述信号转换电路1包括支路A、B以及C，所述支路A包括光耦VI、二极管D1以及运算放大器U4,电阻R1—端连接三相电源的A相，其另一端经电阻R4连接光耦VI的阳极，光耦VI的集电极连接运算放大器U4同相输入端;所述二极管D1阳极连接光耦VI的阴极，其阴极连接光耦VI的阳极;所述支路B包括光耦V2、二极管D2以及运算放大器U3，电阻R2—端连接电源B相电压，其另一端经电阻R5连接光耦¥2的阳极，光耦V2的集电极连接运算放大器U2同相输入端;所述二极管D2阳极连接光耦V2的阴极，其阴极连接光耦V2的阳极;所述支路C包括光耦V3、二极管D3以及运算放大器U3，电阻R3—端连接电源C相电压，其另一端经电阻R6连接光耦V3的阳极，光耦V3的集电极连接运算放大器u3同相输入端;所述二极管03阳极连接光耦V3的阴极，其阴极连接光耦V3的阳极.，光耦¥1、V2、V3的阴极相连，电阻R7一端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V1的集电极;电阻R8—端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V2的集电极;电阻R9—端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V3的集电极;电阻R1〇一端连接12V电源电压，其另一端经电阻R11接地，电容C1并联于电阻R11两端;所述运算放大器U4、U2^3反相输入端均与电阻R10、R11之间的节点相连；电阻R12一端连接12V电源电压，其另一端经电容C2接地;所述运算放大器U4、U2、U3输出端均与电阻R12、电容C2之间的节点相连;所述运算放大器U4的输出端连接自锁电路2输入端。[0007]具体地说，所述自锁电路2包括三极管Q1、运算放大器U1、二极管D4以及电容C3、C4,所述三极管Q1基极连接运算放大器U4、U2、U3的输出端，其集电极经R13连接12V电源电压，其发射极接地;所述运算放大器U1的反相输入端连接三极管Q1的集电极，其同相输入端经电阻R15连接12V电源电压、经电阻R16接地;所述电容C3—端连接运算放大器U1正供电端，其另一端接地;电容C4并联于电容C3两端；电阻R14—端连接运算放大器U1反相输入端，其另一端接地;电阻R17—端连接12V电源电压，其另一端连接运算放大器U1的输出端;二极管D4阳极连接运算放大器U1的输出端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端;运算放大器U1的输出端连接二极管D5的阳极。[0008]由以上技术方案可知，本发明提供了一种三相输入电源的缺相检测电路，包括信号转换电路、自锁电路以及输出电路，信号转换电路的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路输入端，自锁电路的输出端连接输出电路的输入端;该电路结构简单，检验快速、准确，抗干扰能力强、稳定性较高。附图说明[0009]图1是本发明三相输入电源的缺相检测电路的示意图。[0010]图2是本发明三相输入电源的缺相检测电路缺相时三极管Q1的基极电压波形图。具体实施方式[0011]结合附图对本发明做进一步说明：如图1所示的本发明的实施例，一种三相输入电源的缺相检测电路，包括信号转换电路1、自锁电路2以及输出电路3,信号转换电路1用于将三相电源输入电压转换为电平信号；自锁电路2用于将高电平信号锁死;输出电路3用于输出电平信号;信号转换电路1的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路2输入端，自锁电路2的输出端连接输出电路3的输入端，输出电路3包括光耦V4、稳压二极管D5、电容C5以及电阻R18、R19,电阻R18—端连接12电源电压，其另一端连接光耦V4的阳极;光耦V4的集电极连接5V电源电压，其发射极经电容C5接地；电阻R19并联于电容C5两端;稳压二极管D5阴极连接光耦V4阴极，其阳极连接自锁电路2的输出端。[0012]信号转换电路1包括支路A、B以及C，支路A包括光耦VI、二极管D1以及运算放大器U4,电阻R1—端连接三相电源的A相，其另一端经电阻R4连接光耦VI的阳极，光耦VI的集电极连接运算放大器U4同相输入端;二极管D1阳极连接光耦VI的阴极，其阴极连接光耦VI的阳极;支路B包括光耦V2、二极管D2以及运算放大器U3，电阻R2—端连接电源B相电压，其另一端经电阻R5连接光耦V2的阳极，光耦V2的集电极连接运算放大器U2同相输入端;二极管D2阳极连接光耦V2的阴极，其阴极连接光耦V2的阳极;支路C包括光耦V3、二极管D3以及运算放大器U3，电阻R3—端连接电源C相电压，其另一端经电阻R6连接光耦V3的阳极，光耦V3的集电极连接运算放大器U3同相输入端；二极管D3阳极连接光耦V3的阴极，其阴极连接光耦V3的阳极;光耦V1、V2、V3的阴极相连，电阻R7—端连接WV电源电压，其另一端连接光耦VI的集电极；电阻R8—端连接1M电源电压，其另一端连接光耦V2的集电极;电阻R9—端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V3的集电极;电阻R10—端连接12V电源电压，其另一端经电阻R11接地，电容Cl并联于电阻R11两端；运算放大器U4、U2、U3反相输入端均与电阻R10、R11之间的节点相连；电阻R12—端连接12V电源电压，其另一端经电容C2接地;运算放大器U4、U2、U3输出端均与电阻R12、电容C2之间的节点相连;运算放大器U4的输出端连接自锁电路2输入端。三条支路中光耦VI、V2、V3,可以将三相市电高电压和电源信号隔离，确保电路安全，还能提高电路的抗干扰能力。[0013]自锁电路2包括三极管Q1、运算放大器讥、二极管D4以及电容C3、C4,三极管Q1基极连接运算放大器U4、U2、U3的输出端，其集电极经R13连接12V电源电压，其发射极接地;运算放大器U1的反相输入端连接三极管Q1的集电极，其同相输入端经电阻R15连接丨2V电源电压、经电阻R16接地;电容C3—端连接运算放大器U1正供电端，其另一端接地;电容C4并联于电容C3两端;电阻R14—端连接运算放大器m反相输入端，其另一端接地;电阻R17—端连接12V电源电压，其另一端连接运算放大器m的输出端;二极管D4阳极连接运算放大器以的输出端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端;运算放大器U1的输出端连接稳压二极管D5的阳极。[0014]本实施例的工作原理如下：当外部三相交流电正常时，光耦VI、光耦VI和光耦VI轮流导通，三极管Q1的基极一直为低电平，三极管Q1不导通，运算放大器U1的输出端为低电平，此时稳压二极管D5发挥稳压作用，光耦V4导通，其发射极即告警信号PH_FAULT为低电平。[0015]外部三相交流电的三相电压中任一相电压发生掉电或缺相，三极管Q1的基极电压波形图，如图2所示。假设缺C相时，线电压只有UAB，当UAB在过零点附近，三个光耦均不导通，此时三极管Q1基极为高电平，三极管集电极和发射极导通，运算放大器U1的反相输入端为低电平，运算放大器U1的输出端为高电平，并通过二极管D4锁死，导致其输出端持续输出高电平，从而锁死告警信号PH_FAULT为高电平，断电、排除故障后，重新上电，电路正常，运算放大器U1输出低电平，告警信号PH_FAULT恢复为低电平。[0016]通过观察告警信号PH_FAULT的电平信号，可以准确检测三相输入电源缺相与否。[0017]通过本实施例的三相输入电源缺相检测电路，可以准确及时地检测三相电源缺相与否。相比一般的电子缺相保护电路，本实施例中的电路结构简单，造价低廉，无需其它装置、无需软件计算，而且具有检测快速、结果准确、可靠性高、抗干扰能力强的优点，具有很好的应用前景。[0018]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

权利要求：1.一种三相输入电源缺相检测电路，其特征在于:包括信号转换电路1、自锁电路2以及输出电路3，所述信号转换电路（1用于将三相电源输入电压转换为电平信号;所述自锁电路⑵用于将高电平信号锁死;所述输出电路⑶用于输出电平信号;所述信号转换电路⑴的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路⑵的输入端，所述自锁电路2的输出端连接输出电路3的输入端，所述输出电路3包括光耦V4、二极管D5、电容C5以及电阻R18、R19,所述电阻R18—端连接12电源电压，其另一端连接光耦V4的阳极;光耦V4的集电极连接5V电源电压，其发射极经电容C5接地;电阻R19并联于电容C5两端；二极管D5阴极连接光耦V4的阴极，其阳极连接自锁电路⑵的输出端。2.根据权利要求1所述的三相输入电源缺相检测电路，其特征在于:所述信号转换电路1包括支路A、B以及C，所述支路A包括光耦VI、二极管D1以及运算放大器U4,电阻R1—端连接三相电源的A相，其另一端经电阻R4连接光耦VI的阳极，光耦VI的集电极连接运算放大器U4同相输入端;所述二极管D1阳极连接光耦VI的阴极，其阴极连接光耦VI的阳极;所述支路B包括光耦V2、二极管D2以及运算放大器U3,电阻R2—端连接电源B相电压，其另一端经电阻R5连接光耦V2的阳极，光耦V2的集电极连接运算放大器U2同相输入端;所述二极管D2阳极连接光耦V2的阴极，其阴极连接光耦V2的阳极;所述支路C包括光耦V3、二极管D3以及运算放大器U3,电阻R3—端连接电源C相电压，其另一端经电阻R6连接光耦V3的阳极，光耦V3的集电极连接运算放大器U3同相输入端;所述二极管D3阳极连接光耦V3的阴极，其阴极连接光耦V3的阳极;光耦V1、V2、V3的阴极相连，电阻R7—端连接12V电源电压，其另一端连接光耦VI的集电极;电阻R8—端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V2的集电极；电阻R9—端连接12V电源电压，其另一端连接光耦V3的集电极;电阻R10—端连接12V电源电压，其另一端经电阻R11接地，电容C1并联于电阻R11两端;所述运算放大器U4、U2、U3反相输入端均与电阻R10、R11之间的节点相连；电阻R12—端连接12V电源电压，其另一端经电容C2接地;所述运算放大器U4、U2、U3的输出端均与电阻R12、电容C2之间的节点相连;所述运算放大器U4、U2、U3的输出端均连接自锁电路2的输入端。3.根据权利要求1所述的三相输入电源缺相检测电路，其特征在于:所述自锁电路2包括三极管Q1、运算放大器U1、二极管D4以及电容C3、C4,所述三极管Q1基极连接运算放大器U4、U2、U3的输出端，其集电极经R13连接12V电源电压，其发射极接地;所述运算放大器仍的反相输入端连接三极管Q1的集电极，其同相输入端经电阻R15连接12V电源电压、经电阻R16接地;所述电容C3—端连接运算放大器U1正供电端，其另一端接地；电容C4并联于电容C3两端；电阻R14—端连接运算放大器U1反相输入端，其另一端接地；电阻R17—端连接以乂电源电压，其另一端连接运算放大器U1的输出端;二极管D4阳极连接运算放大器U1的输出端，其阴极连接运算放大器U1的同相输入端;运算放大器U1的输出端连接二极管D5的阳极。

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