专利名称：检测三相或四相不平衡电流和接地电流的取样电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及检测三相或四相不平衡电流和接地电流的取样电路。
背景技术：
现有的检测三相或四相电流的电路参见图2，它包括电流互感器、二极管、场效应管、电阻，电流互感器接在三相或四相输入电源端，A相的电流互感器同名端接二极管D1正端和D3负端，电流互感器异名端接二极管D2正端和D4负端，B相的电流互感器同名端接二极管D5正端和D7负端，电流互感器异名端接二极管D6正端和D8负端，C相的电流互感器同名端接二极管D9正端和D11负端，电流互感器异名端接二极管D10正端和D12负端，N相的电流互感器同名端接二极管D13正端和D15负端，电流互感器异名端接二极管D14正端和D16负端，二极管D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14负端相连并连接受控场效应管漏极和二极管D17正端，D17负端和场效应管栅极接工作电源和控制电路。A相的电流互感器感应出来的电压，通过二极管D1、D2、D3、D4、场效应管、工作电源和控制电路、电阻R1形成一回路，在测压电阻R1上形成一电压，这样将电流信号变换成电压信号，提供给信号处理电路进行处理，对三相或四相电流进行保护。该检测电路可运用于塑壳式电子控制器的断路器进行保护，但对于接地故障保护还需外接零序互感器进行保护，这样对于断路器来说，体积增大，部件增多，不能满足用户的需求。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种检测三相或四相不平衡电流和接地电流的取样电路，该电路利用了现有的三相或四相电流互感器来判断出接地、不平衡、故障电流，电路结构简单、紧凑。
本实用新型是这样实现的一种检测三相或四相不平衡电流和接地电流的取样电路，包括电流互感器、二极管、场效应管、电阻，电流互感器接在三相或四相输入电源端，A相的电流互感器同名端接二极管D1正端和D3负端，电流互感器异名端接二极管D2正端和D4负端，B相的电流互感器同名端接二极管D5正端和D7负端，电流互感器异名端接二极管D6正端和D8负端，C相的电流互感器同名端接二极管D9正端和D11负端，电流互感器异名端接二极管D10正端和D12负端，N相的电流互感器同名端接二极管D13正端和D15负端，电流互感器异名端接二极管D14正端和D16负端，二极管D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14负端相连并连接受控场效应管漏极和二极管D17正端，D17负端和场效应管栅极接工作电源和控制电路，其特征是所述取样电路还包括运算放大器电路，在二极管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分别连接电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8另一端接地，二极管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分别连接电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，电阻R9、R11、R13、R15另一端相连接并接入运算放大器输入端的负端，电阻R10、R12、R14、R16另一端相连接并接入运算放大器输入端的正端，运算放大器装有平衡电阻R17和反馈电阻R18，运算放大器输出接信号处理电路，在二极管D3、D7、D11、D15正端分别接有导线接入信号处理电路，信号处理电路输出接执行元件。
本实用新型是在现有的三相或四相的电流检测电路的基础上，通过改变桥式整流二极管电路，将每个互感器同名端和异名端输出的二极管的电阻送入运算放大器输入端，对取出的三相或四相电流的半波信号进行比较后判断出接地、故障、不平衡电流，并输入信号处理电路后由执行元件进行执行。本实用新型与现有技术相比较，将三相或四相电流的检测与接地、故障、不平衡电流检测合并为一个电路，使得电路紧凑、体积小，适用于塑壳式电子控制器的断路器。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型检测三相或四相不平衡电流和接地电流的取样电路电路图；图2为现有的检测三相或四相电流电路图。
具体实施方式
参见图1，一种检测三相或四相不平衡电流和接地电流的取样电路，包括电流互感器H、二极管D、场效应管V、电阻R、运算放大器电路。电流互感器H接在三相或四相输入电源端，A相的电流互感器H1同名端接二极管D1正端和D3负端，电流互感器H1异名端接二极管D2正端和D4负端，B相的电流互感器H2同名端接二极管D5正端和D7负端，电流互感器H2异名端接二极管D6正端和D8负端，C相的电流互感器H3同名端接二极管D9正端和D11负端，电流互感器H3异名端接二极管D10正端和D12负端，N相的电流互感器H4同名端接二极管D13正端和D15负端，电流互感器H4异名端接二极管D14正端和D16负端。二极管D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14负端相连并连接受控场效应管V漏极和二极管D17正端，D17负端和场效应管V栅极接工作电源和控制电路1。在二极管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分别连接电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8另一端接地。电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是测压电阻。二极管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分别连接电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，电阻R9、R11、R13、R15另一端相连接并接入运算放大器输入端的负端；电阻R10、R12、R14、R16另一端相连接并接入运算放大器输入端的正端，电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16为运算放大器输入电阻。运算放大器装有平衡电阻R17和反馈电阻R18，运算放大器接成一典型的差动放大电路。运算放大器输出接信号处理电路2，在二极管D3、D7、D11、D15正端分别接有导线接入信号处理电路2，信号处理电路2输出接执行元件3。
当电流互感器H1流过电流时，次级感应出电压，二极管D1或D2导通，D17负端输出的是工作电源和控制电路1所需的电源电压，工作电源和控制电路1是一开关电源，当D17输出电压达到所控制的电压时，工作电源和控制电路1输出一信号给场效应管V栅极，场效应管V导通，将电流互感器H1输出电压通过场效应管V释放。当D17输出电压变低时，工作电源和控制电路1不输出信号给场效应管V，场效应管V开路，这样就建立了电路所需的各种工作电源。
当电流互感器H1流过电流，次级感应出电压，二极管D1或D2导通，通过场效应管V或工作电源和控制电路1，二极管D3、D4分别在测压电阻R1、R2上形成一负电压，这时在R1可测出电流互感器H1电流的半波信号数值。以此类推，在电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8上分别形成一负电压，可检测H2、H3、H4的相电流的数值。
电流互感器同名端的三相或四相的相电流的信号通过电阻R9、R11、R13、R15迭加在一起输入运算放大器输入端的负端；电流互感器异名端的三相或四相的相电流的信号通过电阻R10、R12、R14、R16迭加在一起输入运算放大器输入端的正端，形成差动放大器的输入回路。
根据三相交流电源电动势的原理，对称三相电动势的瞬时值或相量之和应等于零。因此在无接地电流或三相矢量之和为零的情况下，运算放大器的二输入端的电压是平衡的，这时运算放大器无相应输出。如果A、B、C或N相对地有一短路，则三相矢量之和不等于零，则运算放大器可检测出A、B、C、N相的相应矢量和的电流，提供给信号处理电路2，推动执行元件3进行保护。
权利要求1.一种检测三相或四相不平衡电流和接地电流的取样电路，包括电流互感器、二极管、场效应管、电阻，电流互感器接在三相或四相输入电源端，A相的电流互感器同名端接二极管D1正端和D3负端，电流互感器异名端接二极管D2正端和D4负端，B相的电流互感器同名端接二极管D5正端和D7负端，电流互感器异名端接二极管D6正端和D8负端，C相的电流互感器同名端接二极管D9正端和D11负端，电流互感器异名端接二极管D10正端和D12负端，N相的电流互感器同名端接二极管D13正端和D15负端，电流互感器异名端接二极管D14正端和D16负端，二极管D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14负端相连并连接受控场效应管漏极和二极管D17正端，D17负端和场效应管栅极接工作电源和控制电路，其特征是所述取样电路还包括运算放大器电路，在二极管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分别连接电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8另一端接地，二极管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分别连接电阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，电阻R9、R11、R13、R15另一端相连接并接入运算放大器输入端的负端，电阻R10、R12、R14、R16另一端相连接并接入运算放大器输入端的正端，运算放大器装有平衡电阻R17和反馈电阻R18，运算放大器输出接信号处理电路，在二极管D3、D7、D11、D15正端分别接有导线接入信号处理电路，信号处理电路输出接执行元件。
专利摘要本实用新型涉及检测三相或四相不平衡电流和接地电流的取样电路。本实用新型是在现有的三相或四相的电流检测电路的基础上，通过改变桥式整流二极管电路，将每个互感器同名端和异名端输出的二极管的电阻送入运算放大器输入端，对取出的三相或四相电流的半波信号进行比较后判断出接地、故障、不平衡电流，并输入信号处理电路后由执行元件进行执行。本实用新型与现有技术相比较，将三相或四相电流的检测与接地、故障、不平衡电流检测合并为一个电路，使得电路紧凑、体积小，适用于塑壳式电子控制器的断路器。
文档编号G01R31/00GK2760563SQ20042011494
公开日2006年2月22日 申请日期2004年12月28日 优先权日2004年12月28日
发明者冯俊 申请人:上海电器股份有限公司人民电器厂