用于三相交流供电电源的缺相保护电路及其方法与流程

本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种用于三相交流供电电源的缺相保护电路及其方法。

背景技术：

三相交流电是电能的一种输送形式，简称为三相电。三相交流电源，是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源。三相交流电的用途很多，工业中大部分的交流用电设备，例如电动机，都采用三相交流电。

目前在工程技术领域中的三相用电设备依赖于三相供电设备提供的三相交流电来工作，而且这些三相用电设备都以三相供电稳定且不缺相为基础依据来设计和工作的，因此这些设备要正常工作，必须保证所需要的三相交流电的供电正常，当三相交流电的供电出现某一相缺失时，如果没有缺相保护，就会导致设备因为强行运行而造成的损坏。

现行的缺相保护设计一般涉及到以下方式：通过光耦合方法、电阻分压方法或者霍尔效应等采集手段来进行差分对比、比较或相序对比等设计，来完成缺相判断并及时输出报警信号和停止信号，以达到三相用电设备的缺相保护的目的。但是现行的缺相保护方法所使用的设计方法复杂、使用的元器件过多，电路结构复杂，导致了设备的生产成本增加，且复杂的电路结构对整机性能的可靠性带来不利影响。

而对于焊接技术来说，所使用的三相交流电源的供电稳定性更加重要，因为电源的稳定性对于焊接的电弧稳定性、熔滴过渡、飞溅及焊缝成形等都有直接影响，而这些是影响焊接质量的直接因素；同时焊接电源中最重要的器件---核心功率设备在缺相的情况下容易损坏，焊接电源的核心功率器件成本高昂，一旦发生坏损，所造成的损失较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于：克服由于现有技术中采用的器件过多且电路设计复杂，造成生产成本过高，以及多余的电路设计带来的加权风险等问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种用于三相交流供电电源的缺相保护电路，其特征在于：包括第一控制模块和第二控制模块，其中所述第一控制模块由三相电源的第一相输出和第二相输出供电，所述第二控制模块由三相电源的第二相输出和第三相输出供电，并且，所述第一控制模块与所述第二控制模块连接，用于输出控制信号至所述第二控制模块，所述第二控制模块与三相交流供电电源的核心功率器件连接，用于根据所述控制信号，控制所述三相交流供电电源对外供电，并且在三相电源缺相时，控制所述三相交流供电电源对外不供电。

根据一种具体的实施方式，所述第一控制模块包括第一控制变压器和给定控制电路；所述第二控制模块包括第二控制变压器和PWM控制电路；其中，

所述第一控制变压器，用于降低三相电源的第一相输出和第二相输出的电压，并为所述控制电路供电；

所述第二控制变压器，用于降低三相电源的第二相输出和第三相输出的电压，并为所述PWM控制电路供电；

所述给定控制电路，用于根据给定数据，生成所述控制信号并将所述控制信号输出至所述PWM控制电路；

所述PWM控制电路，用于根据所述控制信号，生成PWM信号并将其输出至所述三相交流供电电源的核心功率器件，以控制所述三相交流供电电源对外供电。

根据一种具体的实施方式，所述给定控制电路包括数据存储器和数据传输接口，其中，所述给定数据通过所述数据传输接口传输至所述数据存储器，并保存在所述数据存储器中。

根据一种具体的实施方式，所述PWM控制电路模为正弦脉宽调制电路。

根据一种具体的实施方式，所述三相交流供电电源为焊接电源。

基于同样的发明构思，本发明还提供一种利用本发明用于三相交流供电电源的缺相保护电路的缺相保护方法，其具体是：将三相电源的第一相输出和第二相输出用于为第一控制模块供电，将三相电源的第二相输出和第三相输出用于为第二控制模块供电；

并且，由所述第一控制模块生成控制信号并输出至所述第二控制模块，使所述第二控制控制模块根据所述控制信号，生成供电信号并输出至三相交流供电电源的核心功率器件，以控制所述三相交流供电电源对外供电，当三相电源缺相时，所述第二控制控制模块控制所述三相交流供电电源对外不供电。

根据一种具体的实施方式，当三相电源的第一相缺相和/或第二相缺相时，所述第一控制模块掉电，不生成所述控制信号，所述第二控制模块也不生成所述供电信号，所述三相交流供电电源对外不供电；

当三相电源的第二相缺相和/或第三相缺相时，所述第二控制模块掉电，不生成所述供电信号，所述三相交流供电电源对外不供电。

根据一种具体的实施方式，所述供电信号为PWM信号。

根据一种具体的实施方式，所述第一控制模块通过三相电源的第一相输出和第二相输出供电时，对第一相输出和第二相输出的电压进行降压处理；

所述第二控制模块通过三相电源的第二相输出和第三相输出供电时，对第二相输出和第三相输出的电压进行降压处理。

根据一种具体的实施方式，在三相电源不缺相时，所述第一控制模块根据给定数据，生成所述控制信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供用于三相交流供电电源的缺相保护电路及其方法，并通过在三相交流电的第一相和第二相之间接入第一控制模块，在第二相和第三相之间接入第二控制模块，并且将第一控制模块的输出信号作为第二控制模块启动的必要前提，再通过第二控制模块来开启三相交流供电电源的核心功率器件，只有当外部三相电源输出的三相交流电不缺相时，才能开启电源的核心功率器件，这样避免了三相交流供电电源的核心功率器件在缺相时强行开启所造成的损坏。因此，本发明电路及方法结构简单，容易实现，成本低，缺相保护性能稳定可靠，在各种三相交流电器设备中均可使用推广，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明用于三相交流供电电源的缺相保护电路的结构示意图；

图2为本发明的第一种实施方案的示意图；

图3为本发明的第二种实施方案的示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

结合图1所示的本发明用于三相交流供电电源的缺相保护电路的结构示意图；其中，本发明用于三相交流供电电源的缺相保护电路，其包括第一控制模块和第二控制模块，其中第一控制模块由三相电源的第一相输出和第二相输出供电，第二控制模块由三相电源的第二相输出和第三相输出供电，并且，第一控制模块与第二控制模块连接，用于输出控制信号至第二控制模块，第二控制模块与三相交流供电电源的核心功率器件连接，用于根据控制信号，控制三相交流供电电源对外供电，并且在三相电源缺相时，控制三相交流供电电源对外不供电。

具体的，本发明中的三相交流供电电源为焊接电源，将本发明的缺陷保护电路应用于焊接电源时，能够有效地避免焊接电源的核心功率器件在缺相时强行开启所造成的损坏的情况发生。

结合图2所示的本发明的第一种实施方案的示意图；其中，第一控制模块包括第一控制变压器和给定控制电路；第二控制模块包括第二控制变压器和PWM控制电路。

其中，第一控制变压器A用于降低三相电源的第一相输出和第二相输出的电压，并为控制电路供电。第二控制变压器B用于降低三相电源的第二相输出和第三相输出的电压，并为PWM控制电路供电。

给定控制电路用于根据给定数据，生成控制信号并将控制信号输出至PWM控制电路。PWM控制电路用于根据控制信号，生成PWM信号并将其输出至三相交流供电电源的核心功率器件，以控制三相交流供电电源对外供电。

具体的，本发明中的PWM控制电路模为正弦脉宽调制电路。

结合图3所示的本发明的第二种实施方案的示意图；其中，给定控制电路包括控制信号生成单元，存储单元和数据接口单元，其中，给定数据通过数据接口单元传输至存储单元，并保存在存储单元中，控制信号生成单元根据存储单元中保存的给定数据，生成控制信号。本发明可以通过数据接口单元完成对给定数据的配置，以适应不同场合的供电输出，具有很好的实用性。

基于同一发明构思，本发明还提供一种利用本发明用于三相交流供电电源的缺相保护电路的缺相保护方法，其具体为：将三相电源的第一相输出和第二相输出用于为第一控制模块供电，将三相电源的第二相输出和第三相输出用于为第二控制模块供电。

并且，由第一控制模块生成控制信号并输出至第二控制模块，使第二控制控制模块根据控制信号，生成供电信号并输出至三相交流供电电源的核心功率器件，以控制三相交流供电电源对外供电，当三相电源缺相时，第二控制控制模块控制三相交流供电电源对外不供电。

具体的，当三相电源的第一相缺相和/或第二相缺相时，第一控制模块掉电，不生成控制信号，第二控制模块也不生成供电信号，三相交流供电电源对外不供电。

当三相电源的第二相缺相和/或第三相缺相时，第二控制模块掉电，不生成供电信号，三相交流供电电源对外不供电。

实施时，第一控制模块通过三相电源的第一相输出和第二相输出供电，需要对第一相输出和第二相输出的电压进行降压处理，以满足第一控制模块的供电需求。第二控制模块通过三相电源的第二相输出和第三相输出供电，也需要第二相输出和第三相输出的电压进行降压处理，以满足第二控制模块的供电需求。本发明中的供电信号为PWM信号。而且，在三相电源不缺相时，第一控制模块根据给定数据，生成控制信号。其中，给定数据可根据不同场合的供电输出，而进行相应的配置。

将本发明的缺相保护电路或者缺相保护方法应用在三相交流供电电源中，无论三相交流电缺失哪一相，电源都无输出，对电源核心功率器件起到保护的作用。只有当三相交流电中没有缺相发生时，PWM控制电路才会发出启动，从而启动电源核心功率器件，使设备正常工作。而且，本发明通过改良三相交流供电电源的接线方式，简化了电路，降低了多余设计带来的加权风险以及生产成本，而且还能够避免三相交流供电电源的核心设备在缺相情况的强行启动，有效地保护焊接电源核心功率器件，提高三相交流供电电源的可靠性。