专利名称：三相交流电源相序判断电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种相序判断电路，尤其是涉及一种宽范围变频三相交流电源相序判断电路。
背景技术：
在很多生产活动中，经常需要对三相交流电的相序进行判断。通常相序判断电路由取样电路、相序逻辑鉴别电路、缺相判断电路以及功率放大电路组成，这些电路比较复杂，而且不适合频率大范围变化的场合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路简捷，成本低廉，测量范围宽的变频三相交流电源相序判断电路。
上述目的可通过以下的技术措施来实现包括两个相同的输入比较电路、计数器、直流分量滤波电路和驱动显示电路，每组交流电压信号分别由一个比较电路输入端接入，经处理后输出形成两个相位相差120°的方波信号，其中一路输入计数器的脉冲输人端，另一路输入计数器的复位端，信号从计数器输出端接入滤波电路得到直流分量，直流分量接入驱动显示电路与给定直流电平比较驱动显示不同的相序状态。
所述输入比较电路由微分电容C1，限流电阻R1、R2，限幅二极管VD1、VD2，比较器IC1组成，限幅二极管VD1、VD2正反并接在比较器IC1的差分输入端，其中一相交流电压经微分电容C1、限流电阻R1接入比较器Ic1的反相输入端，其中另一相交流电压经限流电阻R2接入比较器Ic1的同相输入端。
所述输入比较电路中比较器的输出端连接有接地抗干扰电容。
本发明电路极其简捷，成本低廉；测量范围从几赫兹到数千赫兹，非常宽广，具有相当高的可靠性。
图1为本发明的电路原理图；
图2为图1中输入的相电压及输出点的电位变化波形示意图；图3为改变图2中相序后各输入输出点的电位变化波形示意图。
具体实施例方式
本发明包括两个相同的输入比较电路、计数器、直流分量滤波电路和驱动显示电路。
一个输入比较电路由微分电容C1，限流电阻R1、R2，限幅二极管VD1、VD2，比较器IC1组成，限幅二极管VD1、VD2正反并接在比较器IC1的差分输入端，其中一相交流电压经微分电容C1、限流电阻R1接入比较器Ic1的反相输入端，其中另一相交流电压经限流电阻R2接入比较器Ic1的同相输入端，比较器Ic1的输出端连接，在比较器Ic2的输出端接地抗干扰电容C9。
另一个输入比较电路由微分电容C2，限流电阻R3、R4，限幅二极管VD3、VD4，比较器IC2组成，限幅二极管VD3、VD4正反并接在比较器IC2的差分输入端，其中一相交流电压经微分电容C2、限流电阻R3接入比较器Ic2的反相输入端，其中另一相交流电压经限流电阻R4接入比较器Ic2的同相输入端，在比较器Ic2的输出端接地抗干扰电容C10。
计数器采用型号为4024的计数芯片Ic3，其中一个输入比较电路的输出接入计数器的脉冲输人端CL，而另一路则接计数器的复位端R，信号从计数器的Q1端输出。电阻R9、R13、电容C11组成滤波电路，电阻R9连接计数器的输出端，电阻R9接电阻R13到地，电容C9并联在电阻R13两端，电阻R9与电阻R13的连接点滤波得到的直流分量输出。
驱动显示电路主要由比较器IC3、驱动三极管Q1、电位器R12和发光二极管LED，滤波得到的直流分量接入比较器IC4的同相端，电位器R12的分压接入比较器IC4的反相端，比较器IC4输出端连接驱动三极管Q1的基极，驱动连接在三极管Q1的集电极上的发光二极管LED，在集电极上的也可连接蜂鸣器，以声音提示。
交流电压信号Uab、Ubc(或Uca)分别由两个比较电路输入端引入，经比较器IC1、IC2输出形成两个相位相差120°的方波，电容C1、C2为微分电容，电阻R1、R2、R3、R4为限流电阻，信号通过二极管限幅后加入比较器IC1、IC2的差分输人端，两路输出具有先后次序的两个相位差120°的输出方波，其中一路输出接4024型计数器的脉冲输人端CL，而另一路则接计数器的复位端R，信号从计数器的Q1端输出。在不同相序输入时，Q1端将输出不同的波形，作为相序判断基础。输出波形经R9、R13、C11滤波电路滤波得到的直流分量，与给定直流电平比较，在不同相序情况下比较器IC4输出端或输出高电平、或输出低电平，通过三极管驱动发光二极管(或蜂鸣器)响应表明不同的相序状态。
图1中的a、b、c端分别接三相交流电源输出信号，其波形(相电压)相位之向依次相差120°，事实上两个比较器的差分输入(线电压)之间相位也相差120°，其输入输出各点波形如图2所示。其中P1为比较器IC1的输出信号，也是计数器CL端输入计数脉冲信号；P2为比较器IC2的输出信号，也是计数器R端输入清零(复位)信号；计数器的输出信号从Q1端引出，即P3点。在图1的接法下，各点的时序波形见图2。
由于P1信号是Ua、Ub经过滤波、限幅、比较器比较后的方波信号。F2信号是Ub、Uc经过滤波、限幅、比较器比较后的方波信号，P1、P2的脉宽频率是一样的，又因为Ua、Ub、Uc相位相差120°，所以P1超前P2的120°，并由图可以观察到当PI上升沿时，P2处于高电平；PI下降沿时P2处于低电平。由于计数器由信号下降沿触发计数，但此时复位R端处于高电子的强迫清零状态，计数动作无法完成，Q1端不能从低电平平翻转为高电平。当P2端即复位R端处于低电干允许计数区间时，P1端却只有上升沿而无下降沿，故仍然没有计数输出，P1下脚即P3点将一直处于低电平。
当输入交流信号任意两相调换时，如a、c相调换时，P1、P2点本身的波形形状不会有什么变化，但波形之间的次序位置正好颠倒过来，如图3所示。当P1下跳变时，P2正好处于低电子，即允许计数，则计数器的Q1端(P3点)从低电平变高电平，等待到P2跳变到高电平时(复位R端信号有效)，P3点再次被清零，由高电子变为低电平，最后在P3点形成高低电平脉宽分别为60°和300°的周期波形。
从上分析可知，当输入相序不同时，将在输出端P3点得到不同的波形，如在图2的情形时输出一直为低电平，在图3的情形时输出则为占空比为1/6的脉冲波形。因此将输出波形通过阻容滤波后与一个低于1/6Vcc的电平相比较，比较器IC4将在图2相序情况输出低电平，而在图3相序情况下将会输出高电平，并驱动三极管带动发光二极管或蜂鸣器声光报警，完成相序测量及判断目的。
以上电路设计逻辑清楚，结构上来说极其简捷，实际电路事实上只利用了两块集成块以及一些阻容元件。注意到无论对任意频率来说，测量线路上各点的相对波形以及输出信号的占空比都是不变的，因此其理论上的频率测量上限由IC集成块的工作频率极限所决定，这是一个相当高的数值，常可以达到上百K或更高。
权利要求
1.一种三相交流电源相序判断电路，其特征在于包括两个相同的输入比较电路、计数器、直流分量滤波电路和驱动显示电路，每组交流电压信号分别由一个比较电路输入端接入，经处理后输出形成两个相位相差120°的方波信号，其中一路输入计数器的脉冲输人端，另一路输入计数器的复位端，信号从计数器输出端接入滤波电路得到直流分量，直流分量接入驱动显示电路与给定直流电平比较驱动显示不同的相序状态。
2.根据权利要求1所述的三相交流电源相序判断电路，其特征在于所述输入比较电路由微分电容C1，限流电阻R1、R2，限幅二极管VD1、VD2，比较器IC1组成，限幅二极管VD1、VD2正反并接在比较器IC1的差分输入端，其中一相交流电压经微分电容C1、限流电阻R1接入比较器Ic1的反相输入端，其中另一相交流电压经限流电阻R2接入比较器Ic1的同相输入端。
3.根据权利要求1所述的三相交流电源相序判断电路，其特征在于所述输入比较电路中比较器的输出端连接有接地抗干扰电容。
全文摘要
本发明公开了一种三相交流电源相序判断电路，包括两个相同的输入比较电路、计数器、直流分量滤波电路和驱动显示电路，每组交流电压信号分别由一个比较电路输入端接入，经处理后输出形成两个相位相差120°的方波信号，其中一路输入计数器的脉冲输入端，另一路输入计数器的复位端，信号从计数器输出端接入滤波电路得到直流分量，直流分量接入驱动显示电路与给定直流电平比较驱动显示不同的相序状态。本发明电路极其简捷，成本低廉；测量范围从几赫兹到数千赫兹，非常宽广，具有相当高的可靠性。
文档编号G01R29/18GK1766662SQ20051003732
公开日2006年5月3日 申请日期2005年9月20日 优先权日2005年9月20日
发明者李昌达, 何湘吉 申请人:广州擎天实业有限公司