专利名称：三相电源输入缺相检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变频器领域，特别涉及一种三相电源输入缺相检测电路。
背景技术：
变频调速已成为主流的调速方式，而变频器作为其调速系统核心部分，近年来随着工艺要求及节能要求的提高，变频器在工业控制领域应用中得以广泛应用，要保证变频器可靠、安全地工作，需要对变频器提供多种保护。输入缺相保护电路作为变频器中最常用和重要的保护电路，已经在变频器中得到广泛应用。如图1所示，是通用的变频器缺相保护电路的示意图。与三相输入端相连的三个电阻(R1-R3)用于对三相电源输入进行限流，六个二极管(D1-D6)组成三相全波整流电路； 光耦Ul实现输入缺相信号的隔离传送，在三相全波整流电路的输出电流为零时截止，此时缺相电路的输出端PL为高电平；在三相全波整流电路输出电流非零时导通，此时缺相电路输出端PL为低电平。在变频器的三相输入不缺相时，三相全波整流部分输出的电流为一个叠加有六次谐波的直流，且不过零点。此时光耦Ul —直导通，电路输出恒定的低电平信号送至变频器的控制与保护电路。控制电路接收到连续的低电平信号时，通过计算方波脉冲个数为零，判定电源输入状态为不缺相状态。在变频器的三相输入缺相时，三相全波整流电路的输出为频率为两倍输入电源频率的脉动直流，且该电流过零点，从而光耦Ui在导通与截止状态间切换，电路输出一个周期性的方波信号送至变频器的控制与保护电路。控制电路接收到周期性的方波信号时，通过计算方波脉冲个数是否等于或大于设定脉冲个数(该脉冲个数根据电源输入频率设定)，从而判定电源输入是否缺相，即在方波脉冲个数等于或大于设定脉冲个数时，判定电源输入缺相；否则判定电源输入不缺相。由于上述缺相检测电路采用全波整流方式，当三相输入不缺相时，三相限流电阻在整个周期内都将有电流流过，并在其上产生损耗，发热严重，使电路可靠性降低，且长时间使用时，电阻极有可能因损耗过大而损坏，使电路寿命降低。通过电磁兼容测试发现，上述缺相检测电路抗干扰性差，容易出现误报缺相故障，不能保证设备在恶劣的电磁环境下正常可靠地工作。图2是2009年4月22日公开的公开号为CN101413975A (专利申请号为 200710124003. 6)发明名称为一种三相电源输入缺相检测电路的电路示意图。与三相输入端连接的电阻R1、R2、R3起限流作用，二极管D1、D3用于对R、T相间进行半波整流，当R相电压大于T相电压时光耦Ul导通；二极管D2、D3用于对S、T相间进行半波整流，当S相大于T相时光耦U2导通。在三相输入不缺相时，第一光耦Ul和第二光耦U2间歇导通，从而检测电路的输出端输出方波(当R相和S相电压幅值均大于T相幅值时，第一光耦Ul和第二光耦U2都导通，检测电路的输出端输出低电平0V;否则第一光耦Ul和第二光耦U2中至少一个不导通， 检测电路的输出端输出高电平)；在三相输入缺相时，第一光耦Ul和第二光耦U2至少有一个不导通或都不导通，此时检测电路的输出端一直输出高电平(5V)。通过判断检测电路输出端输出的电平可判断是否缺相，即检测电路输出高电平时判定缺相；否则判定不缺相。由于该电路使用两个光耦对输入电压进行检测，电路成本较高；并且由于普通光耦本身存在0. 7V左右的导通压降，当两个光耦输出端都导通时检测电路输出与电源地之间仍存在较高的压降，不能可靠地输出低电平，使在一些低电压供电的场合(如目前的以 DSP为主芯片的控制电路其引脚端口电压通常为3. 3V)，容易受干扰而误输出，或需电平转换电路才能与主控电路相连接，增加了电路的复杂性。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种三相电源输入缺相检测电路，提高电源输入缺相检测电路的可靠性，延长电路的使用寿命，降低成本及能耗。本实用新型的目的通过下述技术方案实现三相电源输入缺相检测电路，包括分别连接到第一相线、第二相线和第三相线的第一限流电阻、第二限流电阻以及第三限流电阻，连接到缺相检测电路的输出端的上拉电阻，阳极连接到第一限流电阻的第一二极管，阳极连接到第二限流电阻的第二二极管，阴极连接到第三限流电阻的第三二极管，串接于第一二极管阴极与第三二极管阳极的第一电容，串接于第二二极管阴极与第三二极管阳极的第二电容，输出端集电极连接于上拉电阻和输出端射极连接于信号地的光耦，还包括三极管，所述三级管的集电极与所述光耦的输入端阴极相连，三极管的基极与所述第二二极管阴极相连，三极管的射极与所述第三二极管阳极相连。优选的，本实用新型三相电源输入缺相检测电路还包括与所述第一电容并联的第一保护电阻及与所述第二电容并联的第二保护电阻，所述第一保护电阻和第二保护电阻也可以用第一稳压二极管和第二稳压二极管代替。本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果1、由于本实用新型只使用了一个光耦，外围元件少，电路结构简单，电路成本较低；光耦需要比较大的电流才能可靠地工作，三极管基极只需非常小的控制电流，因此使限流电阻上的损耗更小；输出低电平能力更强，在低电压供电场合适应性更强。2、本实用新型的三相电源输入缺相检测电路输出可直接与DSP等控制器相连接， 简化了与控制电路的连接，电路扰干扰能力强，可靠性高。
图1是现有三相电源输入缺相检测电路的电路图；图2是专利公开号为CN101413975A的三相电源输入缺相检测电路的电路图；图3是本实用新型三相电源输入缺相检测电路的第一实施例的电路图；图4是本实用新型三相电源输入缺相检测电路的第二实施例的电路具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。[0021]实施例一如图3所示，是本实用新型三相电源输入缺相检测电路的电路图，该缺相检测电路包括分别连接到第一相线R、第二相线S和第三相线T的第一限流电阻R1、第二限流电阻 R2以及第三限流电阻R3，连接到缺相检测电路的输出端的上拉电阻R6，阳极连接到第一限流电阻的第一二极管D1，阳极连接到第二限流电阻的第二二极管D2，阴极连接到第三限流电阻的第三二极管D3，串接于第一二极管阴极与第三二极管阳极的第一电容Cl，串接于第二二极管阴极与第三二极管阳极的第二电容C2，输出端集电极连接于上拉电阻R6和输出端射极连接于信号地的光耦U1，还包括集电极与所述光耦的输入端阴极相连、基极与所述第二二极管阴极相连、射极与所述第三二极管阳极相连的三极管Ql。在三相输入不缺相时，三极管Ql间歇导通，从而使光耦Ul也间歇导通，检测电路的输出端PL输出方波(当S相电压幅值大于T相幅值时三极管基射极正向偏置，当R相和 S相电压幅值均大于T相幅值时，三极管Ql导通，使光耦Ul输入端正向导通，检测电路的输出端PL输出低电平OV ；否则三极管Ql和光耦Ul不导通，检测电路的输出端PL输出高电平)；在三相输入缺相时，光耦不导通(当缺R相时，光耦输入端二极管阳极无电压，光耦不导通；当缺S相时，三极管基极射极间无电压，三极管截止，光耦也不导通；当缺T相时， 三极管射极开路，三极管截止，光耦也不导通)，此时检测电路的输出端PL —直输出高电平 (5V)。通过判断检测电路输出端PL输出的电平可判断是否缺相，即检测电路输出高电平时判定缺相；否则判定不缺相。以上缺相检测电路在三相输入不缺相时输出方波的频率随输入电源频率的变化而变化，一般为(50-60)Hz。上述缺相电路与图1所示的缺相检测电路相比，当三相输入不缺相时，仅有当R相和S相电压幅值均大于T相幅值时，才会在限流电阻产生损耗，这样使限流电阻上的损耗大为减少，提高了电路可靠性和使用寿命。由于电路中采用的三极管为电流型开关器件，具有优良的扰干扰能力，通过EMC测试发现，上述缺相检测电路抗干扰性极强，从而保证了设备在恶劣的电磁环境下，仍能正常可靠地工作，而不会出现误报缺相故障的情况。上述缺相电路与图2所示的缺相检测电路相比，由于只使用了一个光耦，电路成本较低；光耦需要比较大的电流才能可靠地工作，三极管基极只需非常小的控制电流，因此使限流电阻上的损耗更小；输出低电平能力更强，在低电压供电场合适应性更强，简化了与控制电路的连接。实施例二如图4所示，为了能更好的保护电路的可靠性，还可以包括与第一电容并联的第一保护电阻1，用于保护光耦U1、三极管Q1，以及与第二电容并联的第二保护电阻2，用于保护三极管Q1，在具体实施中，第一保护电阻、第二保护电阻可以用稳压二极管代替。上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.三相电源输入缺相检测电路，包括分别连接到第一相线、第二相线和第三相线的第一限流电阻、第二限流电阻以及第三限流电阻，连接到缺相检测电路的输出端的上拉电阻， 阳极连接到第一限流电阻的第一二极管，阳极连接到第二限流电阻的第二二极管，阴极连接到第三限流电阻的第三二极管，串接于第一二极管阴极与第三二极管阳极的第一电容， 串接于第二二极管阴极与第三二极管阳极的第二电容，及输出端集电极连接于上拉电阻和输出端射极连接于信号地的光耦，其特征在于还包括三极管，所述三级管的集电极与所述光耦的输入端阴极相连，三极管的基极与所述第二二极管阴极相连，三极管的射极与所述第三二极管阳极相连。
2.根据权利要求1所述的三相电源输入缺相检测电路，其特征在于还包括与所述第一电容并联的第一保护电阻及与所述第二电容并联的第二保护电阻。
3.根据权利要求1所述的三相电源输入缺相检测电路，其特征在于还包括与所述第一电容并联的第一稳压二极管及与所述第二电容并联的第二稳压二极管。
专利摘要本实用新型公开了一种三相电源输入缺相检测电路，包括分别连接到第一相线、第二相线和第三相线的第一限流电阻、第二限流电阻以及第三限流电阻，连接到缺相检测电路输出端的上拉电阻，阳极连接到第一限流电阻的第一二极管，阳极连接到第二限流电阻的第二二极管，阴极连接到第三限流电阻的第三二极管，串接于第一二极管阴极与第三二极管阳极的第一电容，串接于第二二极管阴极与第三二极管阳极的第二电容，输出端集电极连接于上拉电阻和输出端射极连接于信号地的光耦，还包括集电极与所述光耦的输入端阴极相连、基极与所述第二二极管阴极相连、射极与所述第三二极管阳极相连的三极管。解决了现有电路成本高、耗能大、可靠性低，电路寿命短的缺陷。
文档编号G01R31/42GK202217019SQ20112034485
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者李景志, 石顺才 申请人:广州三晶电气有限公司