申请/专利权人：深圳市汇业达通讯技术有限公司

申请日：2017-12-29

公开（公告）日：2024-05-14

公开（公告）号：CN107979065B

主分类号：H02H3/253

分类号：H02H3/253

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.14#授权;2018.05.25#实质审查的生效;2018.05.01#公开

摘要：本发明涉及一种缺相保护电路及其控制方法，当三相输入缺相时，则控制储能元件放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制，避免出现忽高忽低的交错电平对电气设备有所损坏，实现缺相保护，可以有效保护用户的电气设备不被损坏。

主权项：1.一种缺相保护电路，设置在三相输入端与缺相保护输出端之间，其特征在于，包括依次相连的整流电路、交流采样电路、第一比较电路、充放电电路和第二比较电路；所述第一比较电路包括与交流采样电路相连的第一输入端和第二输入端，第二比较电路包括第三输入端和第四输入端；所述缺相保护电路还包括为第一比较电路的第二输入端和第二比较电路的第四输入端提供基准电压的基准电压源；所述第一比较电路用于将交流采样电路采集到的电压与基准电压进行比较，得到的输出电平，并将输出电平通入第二比较电路的第三输入端；所述充放电电路包括直流电源和储能元件，所述储能元件的一端与第一比较电路输出端相连，所述储能元件的另一端接地，当三相输入电压正常时，直流电源给储能元件充电，储能元件的一端为高电平，当三相输入电压出现缺相时，储能元件由充满电状态迅速放电，储能元件的一端为低电平；所述第二比较电路用于将储能元件的一端的电平与基准电压进行比较，输出缺相保护电平；还包括保护电路，所述保护电路用于当三相输入端初始供电时增大充放电电路的充电速率为标准充电速率的2-5倍；所述保护电路包括第二电阻、第二电容和第一三极管，所述第一三极管的基级分别与第二电阻的一端和第二电容的一端相连，所述第一三极管的发射级与所述第二电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端与直流电源相连，所述第一三极管的发射级与所述第二电容的另一端相连，所述第二电容的另一端与第一电容的一端相连。

全文数据：一种缺相保护电路及其控制方法技术领域[0001]本发明涉及电路领域，特别涉及一种缺相保护电路及其控制方法。背景技术[0002]三相供电广泛应用于各种电气设备中，如果在使用过程中出现线路故障或者使用错误，当三相输入电压出现缺相时，原有的电气设备会降低输出功率使得其不能正常工作或造成事故，这样必须将电源断开维修，对用户的正常使用构成影响，给用户带来极大的不便。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是:提供一种缺相保护电路及其控制方法，当三相输入电压出现缺相时，保证用户的电气设备不被损坏。[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种缺相保护电路，设置在三相输入端与缺相保护输出端之间，所述缺相保护电路包括依次相连的整流电路、交流采样电路、第一比较电路、充放电电路和第二比较电路；[0005]所述第一比较电路包括与交流采样电路相连的第一输入端和第二输入端，第二比较电路包括第三输入端和第四输入端；[0006]所述缺相保护电路还包括为第一比较电路的第二输入端和第二比较电路的第四输入端提供基准电压的基准电压源；[0007]所述第一比较电路用于将交流采样电路采集到的电压与基准电压进行比较，得到的输出电平，并将输出电平通入第二比较电路的第三输入端；[0008]所述充放电电路包括直流电源和储能元件，所述储能元件的一端与第一比较电路输出端相连，所述储能元件的另一端接地，当三相输入电压正常时，直流电源给储能元件充电，储能元件的一端为高电平，当三相输入电压出现缺相时，储能元件由充满电状态迅速放电，储能元件的一端为低电平；[0009]所述第二比较电路用于将储能元件的一端的电平与基准电压进行比较，输出缺相保护电平。[0010]进一步的，所述第一比较电路包括第一比较器，所述第一比较器的输出端与储能元件的一端相连。[0011]进一步的，所述充放电电路包括第一电阻、第一电容和直流电源，所述第一电阻的一端与直流电源相连，所述第一电阻的另一端与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的一端与第一比较器的输出端相连，所述第一电容的另一端接地。[0012]进一步的，所述充放电电路的充电时间为1-1〇秒。[0013]进一步的，还包括保护电路，所述保护电路用于当三相输入端初始供电时增大充放电电路的充电速率为标准充电速率的2-5倍。[0014]进一步的，所述保护电路包括第二电阻、第二电容和第一三极管，所述第一三极管的基级分别与第二电阻的一端和第二电容的一端相连，所述第一三极管的发射级与所述第二电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端与直流电源相连，所述第一三极管的发射级与所述第二电容的另一端相连，所述第二电容的另一端与第一电容的一端相连。[0015]进一步的，所述第二比较电路包括第三电阻和第二比较器，所述第二比较器的第三输入端通过第三电阻与第一电容的一端相连，所述第二比较器的第四输入端与基准电压相连，所述第二比较器的输出端输出缺相保护电平。[0016]—种缺相保护电路的控制方法，包括以下步骤：[0017]若三相输入端中存在缺相输入时，则控制储能元件放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制。[0018]进一步的，当三相输入端由未接通状态改变成接通状态时，直流电源给储能元件充电，使得第一比较电路输出用于预防误触发缺相保护机制的高电平。[0019]进一步的，若三相输入端均为正常输入状态时，则第一比较电路输出高电平。[0020]本发明的有益效果在于：当三相输入正常时，直流电源给储能元件充电，交流采样电路采集到的电压比基准电压大，第一比较电路的输出电平为高电平，储能元件的一端为高电平，所述高电平大于基准电压，则第一比较电路的输出端为高电平；当三相输入缺相时，则控制储能元件放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制，避免出现忽高忽低的交错电平对电气设备有所损坏，实现缺相保护，可以有效保护用户的电气设备不被损坏。附图说明[0021]图1为根据本发明的一种缺相保护电路的原理示意图；[0022]图2为根据本发明的一种缺相保护电路的电路图；[0023]图3为根据本发明的一种缺相保护电路的三相输入正常的交流采样波形示意图；[0024]图4为根据本发明的一种缺相保护电路的三相输入缺相的交流采样波形示意图；[0025]标号说明：[0026]1、整流电路;2、交流采样电路;3、第一比较电路;4、保护电路;5、第二比较电路;6、基准电压源;R2、第一电阻;R4、第二电阻;R5、第三电阻;C2、第一电容;C4、第二电容;Uv、基准电压。具体实施方式[0027]为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。[0028]本发明最关键的构思在于:若三相输入端中存在缺相输入时，则控制储能元件放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制。[0029]请参照图1、图2、图3及图4,一种缺相保护电路，设置在三相输入端与缺相保护输出端之间，所述缺相保护电路包括依次相连的整流电路1、交流采样电路2、第一比较电路3、充放电电路4和第二比较电路5;[0030]所述第一比较电路3包括与交流采样电路2相连的第一输入端和第二输入端，第二比较电路5包括第三输入端和第四输入端；[0031]所述缺相保护电路还包括为第一比较电路3的第二输入端和第二比较电路5的第四输入端提供基准电压的基准电压源6;[0032]所述第一比较电路3用于将交流采样电路2采集到的电压与基准电压进行比较，得到的输出电平，并将输出电平通入第二比较电路5的第三输入端；[0033]所述充放电电路4包括直流电源和储能元件，所述储能元件的一端与第一比较电路3的输出端相连，所述储能元件的另一端接地，当三相输入电压正常时，直流电源给储能元件充电，储能元件的一端为高电平，当三相输入电压出现缺相时，储能元件由充满电状态迅速放电，储能元件的一端为低电平；[0034]所述第二比较电路5用于将储能元件的一端的电平与基准电压进行比较，输出缺相保护电平。[0035]从上述描述可知，本发明的有益效果在于：当三相输入正常时，直流电源给储能元件充电，交流采样电路采集到的电压比基准电压大，第一比较电路的输出电平为高电平，储能元件的一端为高电平，所述高电平大于基准电压，则第一比较电路的输出端为高电平；当三相输入缺相时，则控制储能元件放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制，避免出现忽高忽低的交错电平对电气设备有所损坏，实现缺相保护，可以有效保护用户的电气设备不被损坏。[0036]进一步的，所述第一比较电路包括第一比较器，所述第一比较器的输出端与储能元件的一端相连。[0037]由上述描述可知，考虑比较器输出电流小，下拉电流大，本申请的第一比较电路直接选用比较器实现电压比较。[0038]进一步的，所述充放电电路包括第一电阻、第一电容和直流电源，所述第一电阻的一端与直流电源相连，所述第一电阻的另一端与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的一端与第一比较器的输出端相连，所述第一电容的另一端接地。[0039]由上述描述可知，通过第一电阻和直流电源实现对第一电容的充电过程。[0040]进一步的，所述充放电电路的充电时间为1_1〇秒。[0041]由上述描述可知，此处设置充电时间主要是基于三相输入频率的考量，充电时间需要为输入周期的50-500倍，确保缺相输出电平不会忽高忽低，对使用设备造成损害。[0042]进一步的，还包括保护电路，所述保护电路用于当三相输入端初始供电时增大充放电电路的充电速率为标准充电速率的2-5倍。[0043]由上述描述可知，正常充放电回路充电时间为1-10秒，设置保护电路可以使储能元件迅速充满电，充电速率为标准充电速率的2_5倍，防止三相输入端初始供电时，缺相电路误启动。[0044]进一步的，所述保护电路包括第二电阻、第二电容和第一三极管，所述第一三极管的基级分别与第二电阻的一端和第二电容的一端相连，所述第一三极管的发射级与所述第二电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端与直流电源相连，所述第一三极管的发射级与所述第二电容的另一端相连，所述第二电容的另一端与第一电容的一端相连。[0045]由上述描述可知，当三相输入端初始供电时，第一三极管导通，实现对储能元件迅速充电，直流电源通过第二电阻对第二电容进行充电，第二电容无放电回路，因此当三相输入端正常输入或者缺相输入时，第一三极管均处于关闭状态，不会再对第一电容进行充电。[0046]进一步的，所述第二比较电路包括第三电阻和第二比较器，所述第二比较器的第三输入端通过第三电阻与第一电容的一端相连，所述第二比较器的第四输入端与基准电压相连，所述第二比较器的输出端输出缺相保护电平。[0047]由上述描述可知，第三电阻为第二比较器的输入电阻，第二比较器通过将储能元件一端的电平和基准电压进行对比，输出缺相保护电平。[0048]—种缺相保护电路的控制方法，包括以下步骤：[0049]若三相输入端中存在缺相输入时，则控制储能元件放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制。[0050]由上述描述可知，当三相输入正常时，直流电源给储能元件充电，交流采样电路采集到的电压比基准电压大，第一比较电路的输出电平为高电平，储能元件的一端为高电平，所述高电平大于基准电压，则第一比较电路的输出端为高电平；当三相输入缺相时，则控制储能元件放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制，避免出现忽高忽低的交错电平对电气设备有所损坏，实现缺相保护，可以有效保护用户的电气设备不被损坏。[0051]进一步的，当三相输入端由未接通状态改变成接通状态时，直流电源给储能元件充电，使得第一比较电路输出用于预防误触发缺相保护机制的高电平。[0052]由上述描述可知，当三相输入端初始供电时，第一三极管导通，直流电源通过第一三极管给储能元件迅速充电，可以防止误触发缺相保护机制。[0053]进一步的，若三相输入端均为正常输入状态时，则第一比较电路输出高电平。[0054]由上述描述可知，当三相输入端均为正常输入状态时，输出高电平，不会触发缺相保护机制。[0055]请参照图1、图2、图3及图4，本发明的实施例为：[0056]—种缺相保护电路，设置在三相输入端与缺相保护输出端之间，所述缺相保护电路包括依次相连的整流电路1、交流采样电路2、第一比较电路3、充放电电路4和第二比较电路5;[0057]所述第一比较电路3包括与交流采样电路2相连的第一输入端和第二输入端，第二比较电路5包括第三输入端和第四输入端，本实施例第一比较电路采用第一比较器；[0058]所述缺相保护电路还包括为第一比较电路3的第二输入端和第二比较电路5的第四输入端提供基准电压的基准电压源6;[0059]所述第一比较电路3用于将交流采样电路2采集到的电压与基准电压Uv进行比较，得到的输出电平，并将输出电平通入第二比较电路5的第三输入端；[0060]所述充放电电路4包括直流电源和储能元件，所述储能元件的一端与第一比较电路3的输出端相连，所述储能元件的另一端接地，当三相输入电压正常时，直流电源给储能元件充电，储能元件的一端为高电平，当三相输入电压出现缺相时，储能元件由充满电状态迅速放电，储能元件的一端为低电平，本实施例中，直流电源采用12V直流电压，通过第一电阻R2给第一电容C2进行充电，充电时间为1秒；[0061]所述第二比较电路5用于将储能元件的一端的电平与基准电压进行比较，输出缺相保护电平；[0062]还包括保护电路，所述保护电路用于当三相输入端初始供电时增大充放电电路的充电速率为标准充电速率的2-5倍;所述保护电路包括第二电阻R4、第二电容C4和第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基级分别与第二电阻R4的一端和第二电容C4的一端相连，所述第一三极管Q1的发射级与所述第二电阻R4的另一端相连，所述第二电阻R4的另一端与直流电源12V相连，所述第一三极管Q1的发射级与所述第二电容C4的另一端相连，所述第二电容C4的另一端与第一电容C2的一端相连；[0063]所述第二比较电路包括第三电阻R5和第二比较器，所述第二比较器的第三输入端通过第三电阻R5与第一电容的一端相连，所述第二比较器的第四输入端与基准电压相连，所述第二比较器的输出端输出缺相保护电平。[0064]一种缺相保护电路的控制方法，包括以下步骤：[0065]若三相输入端中存在缺相输入时，则控制储能元件C2放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制，如图4三相输入缺相的交流采样波形示意图可知，缺相输入时，部分时间内的交流采样电压比基准电压低，其他时间内交流采样电压高，使得第一比较电路输出高低交错电平，通过控制储能元件C2放电，使得第一比较电路持续输出低电平，触发缺相保护机制。[0066]进一步的，当三相输入端由未接通状态改变成接通状态时，直流电源给储能元件充电，使得第一比较电路输出用于预防误触发缺相保护机制的高电平，三相输入端初始供电时，第一三极管Q1导通，直流电源12V通过第一三极管Q1快速给C2充电，使得第一比较电路输出高电平，避免误触发缺相保护机制。[0067]进一步的，若三相输入端均为正常输入状态时，则第一比较电路输出高电平，如图3三相输入正常的交流采样波形示意图可知，若三相输入端为正常输入时，交流采样的电压值均高于基准电压，则第一比较电路输出高电平。[0068]综上所述，本发明提供的一种缺相保护电路及其控制方法，当三相输入正常时，直流电源给储能元件充电，交流采样电路采集到的电压比基准电压大，第一比较电路的输出电平为高电肀，储能元件的一端为高电平，所述高电平大于基准电压，则第一比较电路的输出端为高电平；当三相输入缺相时，则控制储能元件放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制，避免出现忽高忽低的交错电平对电气设备有所损坏，实现缺相保护，可以有效保护用户的电气设备不被损坏。[0069]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

权利要求：1.一种缺相保护电路，设置在三相输入端与缺相保护输出端之间，其特征在于，包括依次相连的整流电路、交流采样电路、第一比较电路、充放电电路和第二比较电路；所述第一比较电路包括与交流采样电路相连的第一输入端和第二输入端，第二比较电路包括第三输入端和第四输入端；所述缺相保护电路还包括为第一比较电路的第二输入端和第二比较电路的第四输入端提供基准电压的基准电压源；所述第一比较电路用于将交流采样电路采集到的电压与基准电压进行比较，得到的输出电平，并将输出电平通入第二比较电路的第三输入端；所述充放电电路包括直流电源和储能元件，所述储能元件的一端与第一比较电路输出端相连，所述储能元件的另一端接地，当三相输入电压正常时，直流电源给储能元件充电，储能元件的一端为高电平，当三相输入电压出现缺相时，储能元件由充满电状态迅速放电，储能元件的一端为低电平；所述第二比较电路用于将储能元件的一端的电平与基准电压进行比较，输出缺相保护电平。2.根据权利要求1所述的一种缺相保护电路，其特征在于，所述第一比较电路包括第一比较器，所述第一比较器的输出端与储能元件的一端相连。3.根据权利要求1所述的一种缺相保护电路，其特征在于，所述充放电电路包括第一电阻、第一电容和直流电源，所述第一电阻的一端与直流电源相连，所述第一电阻的另一端与所述第一电容的一端相连，所述第一电容的一端与第一比较器的输出端相连，所述第一电容的另一端接地。4.根据权利要求1所述的一种缺相保护电路，其特征在于，所述充放电电路的充电时间为1-10秒。5.根据权利要求1所述的一种缺相保护电路，其特征在于，还包括保护电路，所述保护电路用于当三相输入端初始供电时增大充放电电路的充电速率为标准充电速率的2-5倍。6.根据权利要求1所述的一种缺相保护电路，其特征在于，所述保护电路包括第二电阻、第二电容和第一三极管，所述第一三极管的基级分别与第二电阻的一端和第二电容的一端相连，所述第一三极管的发射级与所述第二电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端与直流电源相连，所述第一三极管的发射级与所述第二电容的另一端相连，所述第二电容的另一端与第一电容的一端相连。7.根据权利要求1所述的一种缺相保护电路，其特征在于，所述第二比较电路包括第三电阻和第二比较器，所述第二比较器的第三输入端通过第三电阻与第一电容的一端相连，所述第二比较器的第四输入端与基准电压相连，所述第二比较器的输出端输出缺相保护电平。8.—种根据权利要求1所述的一种缺相保护电路的控制方法，包括以下步骤：若三相输入端中存在缺相输入时，则控制储能元件放电以使得第一比较电路输出的高低交错电平转换为低电平输出，所述低电平输出用于触发缺相保护机制。9.根据权利要求8所述的一种缺相保护电路的控制方法，其特征在于，若三相输入端初始供电时，则直流电源给储能元件充电，使得第一比较电路输出的高电平，所述高电平用于预防误触发缺相保护机制。10.根据权利要求8所述的一种缺相保护电路的控制方法，其特征在于，若三相输入端均为正常输入状态时，则第一比较电路输出高电平。

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