一种多脉波整流电路的缺相检测电路的制作方法

本发明涉及缺相检测，尤其是一种多脉波整流电路的缺相检测电路。

背景技术

机载交流用电设备常采用三相三线制供电，当三相输入存在缺相时，为保证供电平衡，用电设备应具备缺相检测功能并能采取相应的保护措施。现有三相三线制供电的缺相检测技术是针对所缺相呈现悬空特性，利用其与另外两相之间无法形成回路的原理来进行的。当用电设备采用了一种带自耦变压器的多脉波整流电路时，所缺的相就不再呈现悬空特性，而会通过变压器与另两相间耦合出较高的线电压，特别是当自耦变压器制造公差较大时，耦合的线电压会变得很高(但小于正常线电压)。例如在机载115v交流供电下，正常线电压峰值为280v，当采用带某型自耦变压器的多脉波整流电路后，在某相输入缺失时，其与另两相之间耦合出的线电压峰值可达200v，该种情况下，现有缺相检测技术不能对其缺相状态进行准确检测。

技术实现要素：

基于现有技术的上述缺陷，本发明实施例提供一种电路形式简单、缺相检测准确度高的缺相检测电路。

本发明能够以多种方式实现，包括方法、系统、设备、装置或计算机可读介质，在下面论述本发明的几个实施例。

一种多脉波整流电路的缺相检测电路，包括电压筛选模块、光耦模块和缺相检测模块，所述电压筛选模块包括线电压输入端和瞬态抑制二极管，所述光耦模块包括双向光耦合器，所述缺相检测模块包括辅助电源、电容和缺相检测端，所述线电压输入端通过所述瞬态抑制二极管对应连接所述双向光耦合器，所述双向光耦合器和所述辅助电源对应连接所述电容，所述电容对应连接所述缺相检测端。

进一步地，三相输入正常时，交流输入周期内瞬态抑制二极管被线电压击穿。

进一步地，三相输入缺相时，至少存在一个瞬态抑制二极管始终不被击穿。

进一步地，所述瞬态抑制二极管的击穿电压满足以下条件：

(1)大于正常情况下线电压峰值的一半；

(2)小于正常情况下线电压峰值；

(3)任缺一相时，大于耦合的任一线电压峰值。

进一步地，所述辅助电源通过充电电阻向所述电容充电，充电的时间常数大于交流输入周期。

进一步地，所述线电压输入端与所述瞬态抑制二极管之间设置有用于限制光耦输入电流的电阻。

进一步地，所述电容与所述缺相检测端之间设置有二极管，任一所述电容电压充高后，通过所述二极管使所述缺相检测端呈现高电平，所述电容均未充得足够电压时，所述缺相检测端为低电平。

进一步地，所述电路也适用于缺相为悬空状态的检测。

本发明实施例可实现的积极有益技术效果包括：电路形式简单，缺相检测准确度高，通过调节瞬态抑制二极管的击穿电压实现对线电压峰值的筛选，既可适用于一般电路(缺相为悬空态状态)的缺相检测，又尤其适用于带自耦变压器的多脉波整流电路(缺相与其他相耦合出线电压)的缺相检测；实现了三相输入端与缺相检测端的电气隔离，缺相检测端仅需一个辅助电源，三相输入正常时，缺相检测端为低电平；三相输入存在缺相时，缺相检测端为高电平；缺陷检测电路可直接接入数字电路，也可通过驱动级驱动保护执行机构，使用方便，应用广泛。

本发明的其他方面和优点根据下面结合附图的详细的描述而变得明显，所述附图通过示例说明本发明的原理。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明实施例提供的缺相检测电路图；

图2为本发明具体实施例提供的缺相检测参数电路图；

图3为本发明具体实施例提供的仿真波形图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

名次解释

双向光耦器即接口端点不分正负极的光耦器。

光耦合器(opticalcoupler，英文缩写：oc)亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦，它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器(红外线发光二极管led)与受光器(光敏半导体管)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接收光线后产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，使其在数字电路中获得了广泛的应用。

一种多脉波整流电路的缺相检测电路，包括电压筛选模块、光耦模块和缺相检测模块，所述电压筛选模块包括线电压输入端和瞬态抑制二极管，所述光耦模块包括双向光耦合器，所述缺相检测模块包括辅助电源、电容和缺相检测端，所述线电压输入端通过所述瞬态抑制二极管对应连接所述双向光耦合器，所述双向光耦合器和所述辅助电源对应连接所述电容，所述电容对应连接所述缺相检测端。其中，所述线电压输入端与所述瞬态抑制二极管之间设置有用于限制光耦输入电流的电阻，所述辅助电源与所述电容间设置有充电电阻，所述辅助电源通过充电电阻向所述电容充电，充电的时间常数大于交流输入周期。

只有当线电压峰值大于瞬态抑制二极管击穿电压时，瞬态抑制二极管会被击穿，双向光耦合器输入端流过电流，其输出集射两极导通。辅助电源通过充电电阻为电容充电，任一电容电压充高后，通过设置在电容与缺相检测端之间的二极管，使得缺相检测端变为高电平，当电容均未充得足够电压时，缺相检测端为低电平。

三相输入正常时，在一个交流输入周期内，瞬态抑制二极管在一段时间内被线电压击穿，使得双向光耦合器输入端流过电流，电容上存储的电荷被释放，缺相检测端始终为低电平；三相输入缺相时，至少存在一个瞬态抑制二极管始终不被击穿，与没被击穿的瞬态抑制二极管连接的电容存储的电荷不被释放，该电容保持高电压状态，缺相检测端呈现高电平。

瞬态抑制二极管的击穿电压满足以下条件：

(1)大于正常情况下线电压峰值的一半；

(2)小于正常情况下线电压峰值；

(3)任缺一相时，大于耦合的任一线电压峰值。

本发明请求保护的缺相检测电路，电路结构简单，可通过调节瞬态抑制二极管的击穿电压实现对线电压峰值的筛选，既适用于一般电路的缺相检测，即缺相为悬空状态电路的缺相检测，也适用于带自耦变压器的多脉波整流电路(缺相与其他相耦合出线电压)的缺相检测。

图1为本发明实施例提供的缺相检测电路图，外部三相交流输入至带自耦变压器的多脉波整流电路，转换为直流后为负载供电，虚线框中为缺相检测电路，它对输入的三相交流电进行缺相检测。其中，r1和r2为限制光耦输入电流的电阻，d1、d2为双向瞬态抑制二极管，u1、u2为双向光耦合器，当线电压uab、ubc的峰值大于d1、d2的击穿电压时，将使u1、u2的输入端流过电流，其输出集射两极导通。辅助电源vcc通过充电电阻r3、r4分别向电容c1、c2充电，充电的时间常数远大于交流输入周期。当c1或c2任意一个电容电压充高后，将通过二极管d3或d4使缺相检测端jc变为高电平；当c1、c2均未充得足够电压时，缺相检测端jc为低电平。

瞬态抑制二极管d1、d2起着线电压筛选作用，其击穿电压满足以下条件：

(1)大于正常情况下线电压峰值的一半；

(2)小于正常情况下线电压峰值；

(3)任缺一相时，大于耦合的任一线电压峰值。

条件1下，无论三相输入正常与否，uac电压都不能同时击穿d1和d2；

条件2下，三相输入均正常时，在一个交流输入周期内d1、d2被uab和ubc击穿，使得u1、u2输入端流过电流，c1、c2上存储的电荷被释放，缺相检测端jc始终为低电平；

条件3下，三相输入缺相时，d1、d2中至少存在一个瞬态抑制二极管始终不被击穿，使得c1、c2至少存在一个电容存储的电荷不被释放，该电容被充至高电压，缺相检测端jc变为高电平。

具体实施例

基于本发明所述的缺相检测电路原理，如图2所示，配置电路参数应用于机载115v/400hz三相交流供电下带自耦变压器的多脉波整流电路的缺相检测。

正常输入条件下，线电压峰值为280v；当a相或c相输入缺失时，缺失相和b相之间耦合的线电压最高约为200v；当b相缺失时，uab和ubc耦合的线电压最高约为170v。根据本发明所述击穿电压要求，双向瞬态抑制二极管d1、d2的击穿电压须在200v～280v之间，所以可选规格为sy04220c的双向瞬态二极管。

图3提供了本实施例的仿真波形图，设定c相在0.1s时发生缺相，可见ubc的峰值由正常时的280v降为耦合电压200v左右。同时jc信号上升，在0.1s内从低电平翻转为高电平，成功检测出缺相状态。

本发明的不同方面、实施例、实施方式或特征能够单独使用或任意组合使用。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。