一种相序检测装置和电器设备的制作方法

文档序号:28885755发布日期:2022-02-12 12:48阅读:102来源:国知局
一种相序检测装置和电器设备的制作方法

1.本实用新型属于电源技术领域,具体涉及一种相序检测装置和电器设备,尤其涉及一种低功耗相序检测电路、方法和电器设备(如多联机外机)。


背景技术:

2.电器设备(如多联机外机),多数采用三相交流电源作为电源输入。在实际工程安装过程中,经常会由于操作不规范等问题,出现三相交流电源缺相或逆相等现象。在发生三相交流电源缺相或逆相时,多联机外机往往会出现工作异常的情况。当空调的相序异常(如三相交流电源缺相或逆相)时,多联机外机的主控板,通过相序检测电路可以检测到相序异常;但当空调的相序正常时,空调外机可以正常工作,此后相序检测电路若一直工作下去,则会增加能耗。
3.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的在于,提供一种相序检测装置和电器设备,以解决电器设备(如多联机外机)采用三相交流电源供电,当三相交流电源缺相或逆相时,会导致电器设备(如多联机外机)工作异常的问题;采用相序检测电路能够检测三相交流电源缺相或逆相的相序异常情况,但电器设备(如多联机外机)的相序正常时若相序检测电路一直工作,则会增加能耗的问题;达到通过在电器设备(如多联机外机)的三相交流电源发生缺相或逆相时能够进行故障提醒,以避免电器设备(如多联机外机)在三相交流电源发生缺相或逆相时继续工作而出现异常;并且,在电器设备(如多联机外机)的相序正常时,控制相序检测电路停止工作,能够降低功耗的效果。
5.本实用新型提供一种相序检测装置,包括:相序检测单元、开关单元和控制单元;其中,所述开关单元,被配置为使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通;所述相序检测单元,被配置为在所述相序检测单元自身与电器设备的供电电源之间的供电通路接通的情况下,在所述电器设备上电后,检测所述电器设备的供电电源的相序参数;所述控制单元,被配置为根据所述相序参数,确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常;以及,若所述电器设备的供电电源的相序出现异常,则发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息;若所述电器设备的供电电源的相序未出现异常,则发出相序正常指令;所述开关单元,还被配置为在接收到所述相序正常指令的情况下,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开。
6.在一些实施方式中,其中,所述开关单元,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通,包括:在所述开关单元自身未通电的情况下,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通;所述开关单元,在接收到所述相序正常指令的情况下,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开,包括:在接
收到所述相序正常指令的情况下,使所述开关单元自身通电,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开。
7.在一些实施方式中,所述相序检测单元,检测所述电器设备的供电电源的相序参数,包括:在电器设备的供电电源的半个交流周期内工作,以检测所述电器设备的供电电源的相序参数。
8.在一些实施方式中,所述电器设备的供电电源,包括:三相交流电源;所述相序参数,包括:所述三相交流电源的相邻两个相线的时间差;所述相序检测单元,包括:第一检测模块、第二检测模块和第三检测模块;其中,所述第一检测模块,设置在所述三相交流电源的第一相线与零线之间;并且,在所述三相交流电源的第二相线的正半周期,所述三相交流电源的第二相线,经所述第二检测模块和所述开关单元后,再连通至所述三相交流电源的零线;在所述三相交流电源的第三相线的正半周期,所述三相交流电源的第三相线,经所述第三检测模块和所述开关单元后,再连通至所述三相交流电源的零线;所述第二检测模块,设置在所述三相交流电源的第二相线与零线之间,并能输出所述三相交流电源的第一相线与第二相线之间的时间差;所述第三检测模块,设置在所述三相交流电源的第三相线与零线之间,并能输出所述三相交流电源的第一相线与第二相线之间的时间差。
9.在一些实施方式中,所述第一检测模块,包括:第一二极管模块和第一限流模块;所述三相交流电源的第一相线,连接至所述第一二极管模块的阴极;所述第一二极管模块的阳极,经所述第一限流模块后连接至所述三相交流电源的零线;所述第二检测模块,包括:第二二极管模块、第二限流模块和第一光耦模块;所述三相交流电源的第二相线,连接至所述第二二极管模块的阳极;所述第二二极管模块的阴极,经所述第二限流模块后,连接至所述第一光耦模块的二极管侧的阳极;所述第一光耦模块的二极管侧的阴极,经所述开关单元后连接至所述三相交流电源的零线;所述第一光耦模块的晶体管侧的集电极,能够输出所述三相交流电源的第一相线与第二相线之间的时间差;所述第三检测模块,包括:第三二极管模块、第三限流模块和第二光耦模块;所述三相交流电源的第三相线,连接至所述第三二极管模块的阳极;所述第三二极管模块的阴极,经所述第三限流模块后,连接至所述第一光耦模块的二极管侧的阳极;所述第二光耦模块的二极管侧的阴极,经所述开关单元后连接至所述三相交流电源的零线;所述第二光耦模块的晶体管侧的集电极,能够输出所述三相交流电源的第二相线与第三相线之间的时间差。
10.在一些实施方式中,所述第二检测模块,还包括:第一分流模块;所述第一分流模块,设置在所述第一光耦模块的二极管侧的阳极和阴极之间;所述第三检测模块,还包括:第二分流模块;所述第二分流模块,设置在所述第二光耦模块的二极管侧的阳极和阴极之间。
11.在一些实施方式中,所述开关单元,包括:继电器模块、开关管模块和第四限流模块;所述继电器模块的触点,包括:第一触点、第二触点和第三触点;所述继电器模块的第三触点悬空;所述继电器模块的第二触点,连接至所述三相交流电源的零线;所述继电器模块的第一触点,分别连接至所述第二检测模块和所述第三检测模块;在所述继电器模块的第二触点和所述继电器模块的第一触点连接的情况下,所述开关单元自身未通电;在所述继电器模块的第三触点和所述继电器模块的第一触点连接的情况下,所述开关单元自身通电;所述继电器模块的线圈,连接至所述开关管模块的第一连接端;所述开关管模块的第二
连接端接地;所述开关管模块的所述继电器模块的第一触点,经所述第四限流模块后,连接至所述控制单元,用于接收所述相序正常指令;在所述开关管模块的所述继电器模块的第一触点接收到所述相序正常指令的情况下,所述继电器模块的第二触点与所述继电器模块的第一触点之间的连接断开,且所述继电器模块的第三触点与所述继电器模块的第一触点之间连接。
12.在一些实施方式中,所述控制单元,根据所述相序参数,确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常,包括:确定所述相序参数是否在设定参数范围内;若所述相序参数在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序未出现异常;若所述相序参数未在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序出现异常。
13.在一些实施方式中,所述控制单元,根据所述相序参数,确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常,还包括:在所述电器设备的供电电源的相序出现异常、已发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息的情况下,或在所述电器设备的供电电源的相序未出现异常的情况下,在设定时间内,继续确定所述相序参数是否在设定参数范围内;若在设定时间内,所述相序参数在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序未出现异常,若已发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息,则停止发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息;若在设定时间内,所述相序参数未在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序出现异常,并发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。
14.与上述装置相匹配,本实用新型再一方面提供一种电器设备,包括:以上所述的相序检测装置。
15.由此,本实用新型的方案,通过设置相序检测电路,且该相序检测电路仅在半个交流电周期工作,使得电器设备(如多联机外机)的三相交流电源发生缺相或逆相时,在电器设备(如多联机外机)主控板上电后,通过相序检测电路显示相序故障,从而,通过在电器设备(如多联机外机)的三相交流电源发生缺相或逆相时能够进行故障提醒,以避免电器设备(如多联机外机)在三相交流电源发生缺相或逆相时继续工作而出现异常;并且,由于该相序检测电路仅在半个交流电周期工作,能够降低功耗。并且,通过在三相交流电源的相序正常的情况下,切断该相序检测电路,能够进一步降低功耗;这样,在电器设备(如多联机外机)的相序正常时,控制相序检测电路停止工作,能够降低功耗。
16.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
17.下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
18.图1为本实用新型的相序检测装置的一实施例的结构示意图;
19.图2为一种低功耗相序检测电路的一实施例的工作流程示意图;
20.图3为一种低功耗相序检测电路的一实施例的原理图;
21.图4为本实用新型的相序检测方法的一实施例的流程示意图;
22.图5为本实用新型的方法中确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常的第一过程的一实施例的流程示意图;
23.图6为本实用新型的方法中确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常的第二过程的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
25.多联机外机的三相交流电源长时间的缺相或逆相,则会导致多联机外机的主控板损坏而无法工作。为了减小多联机(如空调)自身的能耗,在空调开发过程中,往往会增加低功耗功能。当空调的相序异常(如三相交流电源缺相或逆相)时,多联机外机的主控板,需要通过数码管显示相序故障代码。其中,数码管,可以是外机主控板上的数码管。也就是说,当空调的相序异常(如三相交流电源缺相或逆相)时,多联机外机的主控板显示故障代码报异常。当空调的相序正常时,空调外机可以正常工作,但此后则不需要相序检测电路一直工作下去。因此,为了解决相关方案中相序检测电路自身功耗较高、以及不具备低功耗功能的问题,需要设计一种可以检测相序故障并在相序正常时可以进入低功耗模式的电路。
26.根据本实用新型的实施例,提供了一种相序检测装置。参见图1所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该相序检测装置可以包括:相序检测单元、开关单元和控制单元。所述开关单元,设置在电器设备的供电电源与相序检测单元之间。所述控制单元,分别与所述相序检测单元和所述开关单元连接。相序检测单元,如相序检测电路。开关单元,如直流继电器j1和三极管q1构成的开关电路。控制单元,可以是电器设备如多联机外机的主控板cpu等。电器设备,如多联机外机。通过相序检测单元,确定电源相序正常后,通过开关单元切断相序检测单元电路回路,从而进入低功耗模式,降低控制板功耗。也就是说,检测到电器设备在三相交流电源正常后,切断相序检测单元的电路回路,从而进入低功耗模式,降低控制板功耗。
27.其中,所述开关单元,被配置为处于能够使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通的状态,以使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通,即,使所述相序检测单元得电。
28.所述相序检测单元,被配置为在所述相序检测单元自身与电器设备的供电电源之间的供电通路接通的情况下,在所述电器设备上电后,检测所述电器设备的供电电源的相序参数。
29.在一些实施方式中,所述相序检测单元,检测所述电器设备的供电电源的相序参数,包括:所述相序检测单元,具体还被配置为在电器设备的供电电源的半个交流周期内工作,以检测所述电器设备的供电电源的相序参数。例如:相序检测电路仅在半个交流电周期工作,能够降低功耗。
30.在一些实施方式中,所述电器设备的供电电源,包括:三相交流电源。所述三相交流电源的相线,包括:第一相线如l1线,第二相线如l2线,第三相线如l3线。所述相序参数,包括:所述三相交流电源的相邻两个相线的时间差。
31.所述相序检测单元,包括:第一检测模块、第二检测模块和第三检测模块。
32.其中,所述第一检测模块,设置在所述三相交流电源的第一相线与零线之间。并且,在所述三相交流电源的第二相线的正半周期,所述三相交流电源的第二相线,经所述第二检测模块和所述开关单元后,再连通至所述三相交流电源的零线;在所述三相交流电源的第三相线的正半周期,所述三相交流电源的第三相线,经所述第三检测模块和所述开关单元后,再连通至所述三相交流电源的零线。例如:所述三相交流电源的第二相线l2的正半周期,通过二极管d2、电阻r2、电阻r4、光耦u1的输入端后,流入零线。所述三相交流电源的第三相线l3的正半周期,通过电阻二极管d3、电阻r3、电阻r5、光耦u2的输入端后,流入零线。
33.所述第二检测模块,设置在所述三相交流电源的第二相线与零线之间,并能输出所述三相交流电源的第一相线与第二相线之间的时间差至所述控制单元。
34.所述第三检测模块,设置在所述三相交流电源的第三相线与零线之间,并能输出所述三相交流电源的第一相线与第二相线之间的时间差至所述控制单元。
35.在一些实施方式中,所述第一检测模块,包括:第一二极管模块和第一限流模块。第一二极管模块,如二极管d1。第一限流模块,如电阻r1。所述三相交流电源的第一相线,连接至所述第一二极管模块的阴极。所述第一二极管模块的阳极,经所述第一限流模块后连接至所述三相交流电源的零线。
36.所述第二检测模块,包括:第二二极管模块、第二限流模块和第一光耦模块。第二二极管模块,如二极管d2。第二限流模块,如电阻r2。第一光耦模块,如光耦u1。所述三相交流电源的第二相线,连接至所述第二二极管模块的阳极。所述第二二极管模块的阴极,经所述第二限流模块后,连接至所述第一光耦模块的二极管侧的阳极。所述第一光耦模块的二极管侧的阴极,经所述开关单元后连接至所述三相交流电源的零线。所述第一光耦模块的晶体管侧的集电极,能够输出所述三相交流电源的第一相线与第二相线之间的时间差。在所述第一光耦模块的集电极与直流电源vcc之间,还设置有第一上拉模块,如电阻r6。
37.所述第三检测模块,包括:第三二极管模块、第三限流模块和第二光耦模块。第三二极管模块,如二极管d3。第三限流模块,如电阻r3。第二光耦模块,如光耦u2。所述三相交流电源的第三相线,连接至所述第三二极管模块的阳极。所述第三二极管模块的阴极,经所述第三限流模块后,连接至所述第一光耦模块的二极管侧的阳极。所述第二光耦模块的二极管侧的阴极,经所述开关单元后连接至所述三相交流电源的零线。所述第二光耦模块的晶体管侧的集电极,能够输出所述三相交流电源的第二相线与第三相线之间的时间差。在所述第二光耦模块的集电极与直流电源vcc之间,还设置有第二上拉模块,如电阻r7。
38.图3为一种低功耗相序检测电路的一实施例的原理图。如图3所示,一种低功耗相序检测电路,包括:相序检测电路的接线端子cn1,光耦u1和光耦u2,二极管d1、二极管d2、二极管d3和二极管d4,电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6和电阻r7。
39.在图3所示的例子中,直流继电器j1未工作时,直流继电器j1的触点3和触点4保持常闭状态。直流继电器j1的线圈通电后,直流继电器j1的触点5和触点3接通。
40.在图3所示的例子中,相序检测电路的接线端子cn1的1、2、3、4脚,分别接三相交流电源的零线n和三相火线l1、l2、l3。接线端子cn1的1脚,连接至直流继电器j1的触点4,还经电阻r1后连接至二极管d1的阳极。二极管d1的阴极,连接至接线端子cn1的2脚。接线端子
cn1的3脚,连接至二极管d2的阳极。二极管d2的阴极,经电阻r2后接光耦u1的二极管侧的阳极(即光耦u1的1脚)。接线端子cn1的4脚,连接至二极管d3的阳极。二极管d3的阴极,经电阻r3后接光耦u2的二极管侧的阳极(即光耦u2的1脚)。二极管d1、二极管d2、二极管d3,作为整流二极管,主要起到单相导通作用,即在交流电只有半个周期内能通过,这样,保证仅在交流电的正半周期对l2和l3进行检测,在交流电的负半周期时光耦u1和光耦u2不导通,即减小了相序检测电路的发热功耗,因此该相序检测电路具备低功耗检测功能。电阻r1、电阻r2、电阻r3,主要起到限流分压的作用。
41.在一些实施方式中,所述第二检测模块,还包括:第一分流模块,如电阻r4。所述第一分流模块,设置在所述第一光耦模块的二极管侧的阳极和阴极之间。
42.所述第三检测模块,还包括:第二分流模块,如电阻r5。所述第二分流模块,设置在所述第二光耦模块的二极管侧的阳极和阴极之间。
43.在图3所示的例子中,光耦u1的二极管侧的阴极(即光耦u1的2脚)连接至直流继电器j1的触点3。电阻r4连接在光耦u1的1脚与2脚之间。光耦u2的二极管侧的阴极(即光耦u2的2脚)连接至直流继电器j1的触点3。电阻r5连接在光耦u2的1脚与2脚之间。电阻r4、电阻r5与光耦u1、光耦u2的输入端并联,主要用于分流及快速放电,调整光耦u1、光耦u2的电流传输比。
44.在图3所示的例子中,光耦u1的晶体管侧的集电极(即光耦u1的3脚),作为端口cpu_pin1,还经电阻r6后接直流电源vcc。光耦u1的晶体管侧的发射极(即光耦u1的4脚),接地。光耦u2的晶体管侧的集电极(即光耦u2的3脚),作为端口cpu_pin2,还经电阻r76后接直流电源vcc。光耦u2的晶体管侧的发射极(即光耦u2的4脚),接地。
45.在一些实施方式中,所述开关单元,包括:继电器模块、开关管模块和第四限流模块;所述继电器模块的触点,包括:第一触点(如继电器j1的触点3)、第二触点(如继电器j1的触点4)和第三触点(如继电器j1的触点5);所述继电器模块的第三触点悬空。所述继电器模块,具有第一触点、第二触点和所述继电器模块的第一触点。所述继电器模块的第二触点,连接至所述三相交流电源的零线。所述继电器模块的第一触点,分别连接至所述第二检测模块和所述第三检测模块。在所述继电器模块的第二触点和所述继电器模块的第一触点连接的情况下,所述开关单元自身未通电。在所述继电器模块的第三触点和所述继电器模块的第一触点连接的情况下,所述开关单元自身通电。
46.所述继电器模块的线圈的第一端,接直流电源。所述继电器模块的线圈的第二端,连接至所述开关管模块的第一连接端,如连接至三极管q1的集电极。所述开关管模块的第二连接端接地,如三极管q1的发射极接地。所述开关管模块的所述继电器模块的第一触点,如三极管q1的基极,经所述第四限流模块后,连接至所述控制单元,用于接收所述相序正常指令。第四限流模块,如电阻r8。电阻r9,用于保护三极管q1。其中,电阻r8串联在三极管q1的基极,电阻r9下拉至地电平,确保三极管q1的所述继电器模块的第一触点无控制信号时,三极管q1的基极电平可处于稳定的低电平状态。
47.在所述开关管模块的所述继电器模块的第一触点接收到所述相序正常指令的情况下,所述继电器模块的第二触点与所述继电器模块的第一触点之间的连接断开,且所述继电器模块的第三触点与所述继电器模块的第一触点之间连接。
48.例如:参见图3所示的例子,相序检测电路,还包括:直流继电器j1,三极管q1,电阻
r8和电阻r9。直流继电器j1的线圈的第一端(即直流继电器j1的1脚)接直流电源vcc,还连接至二极管d4的阴极。直流继电器j1的线圈的第二端(即直流继电器j1的2脚),接二极管d4的阳极,还连接至三极管q1的集电极。三极管q1的发射极接地。三极管q1的基极,经电阻r9后接地,还经电阻r8后作为端口cpu_pin3。
49.其中,端口cpu_pin1、端口cpu_pin2和端口cpu_pin3,分别接主控板cpu的1号、2号、3号管脚,主要用于信号电平的检测。端口cpu_pin1连接cpu的输出端口,正常情况下输出低电平。端口cpu_pin2和端口cpu_pin3连接cpu的输入端口,正常情况下配置为浮空输入模式。电阻r6、电阻r7为上拉电阻。二极管d4,为续流二极管。直流电源vcc提供的直流供电电压,能够根据实际情况选取。
50.所述控制单元,被配置为根据所述相序参数,确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常。以及,
51.在一些实施方式中,所述控制单元,根据所述相序参数,确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常,包括:
52.所述控制单元,具体还被配置为确定所述相序参数是否在设定参数范围内。
53.所述控制单元,具体还被配置为若所述相序参数在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序未出现异常。
54.所述控制单元,具体还被配置为若所述相序参数未在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序出现异常。
55.参见图3所示的例子,由于三相交流电的火线l1、l2、l3中,相邻两个相线的相位差为120
°
,因此通过检测相线的时间差,可以用于检测缺相或逆相的情况。例如:通过当检测光耦三极管端的导通时间,就是相线的时间差。相关方案中,工频交流电为50hz,周期为1/50=20ms。由于相邻两个相线的相位差为120
°
,即相邻两个相线波形的时间差为20*120/360=6.67ms。即l1比l2超前6.67ms,l2比l3超前6.67ms。当工作在60hz的交流电网中,l1比l2超前5.56ms,l2比l3超前5.56ms。
56.当相序正常时,l1的负半周期通过二极管d1、电阻r1流入零线。l2的正半周期通过二极管d2、电阻r2、电阻r4、光耦u1输入端流入零线。l3正半周期通过二极管d3、电阻r3、电阻r5、光耦u2输入端流入零线。因此光耦u1和光耦u2的输入端先后导通,端口cpu_pin1和端口cpu_pin2先后由高电平变化为低电平。50hz交流电时,主芯片检测到端口cpu_pin1的管脚低电平时间超前端口cpu_pin2的管脚低电平时间约6.67ms,因此判断无相序故障。
57.由于主控板取火线l1和零线n的电压。当l1缺相时主控板不工作。当火线l2或火线l3缺相时,对应的端口cpu_pin1或端口cpu_pin2无信号输出,报相序保护故障。当发生逆相的情况时,端口cpu_pin1与端口cpu_pin2的时间差不在正常范围内,因此会报相序故障。
58.在图3所示的例子中,由于设置了直流继电器j1、三极管q1、电阻r8、电阻r9和二极管d4,能够实现断开相序检测电路的公共端,进而降低主控板的待机功耗。具体地,在需要检测相序时,直流继电器j1的线圈吸合,触点导通,相序检测电路工作。在相序检测完毕时,直流继电器j1断开,相序检测电路中无电流流过,可有效降低功耗,实现了低功耗相序检测。
59.在一些实施方式中,所述控制单元,根据所述相序参数,确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常,还包括:
60.所述控制单元,具体还被配置为在所述电器设备的供电电源的相序出现异常、已发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息的情况下,或在所述电器设备的供电电源的相序未出现异常的情况下,在设定时间内,继续确定所述相序参数是否在设定参数范围内。
61.所述控制单元,具体还被配置为若在设定时间内,所述相序参数在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序未出现异常,若已发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息,则停止发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。
62.所述控制单元,具体还被配置为若在设定时间内,所述相序参数未在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序出现异常,并发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。具体地,若已发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息,则继续发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。若未发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息,则开始发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。
63.参见图2所示的例子,一种低功耗相序检测电路的工作流程,还包括:为了防止误报或漏报故障的情况,相序检测电路会持续t时间一直进行检测(t根据实际应用选取)。若在t时间内仍检测出相序故障,则数码管一直会显示相序故障。若在t时间内由于外部或其它因素导致相序故障恢复,此时数码管则会正常显示,主控板正常工作,然后相序检测电路进入低功耗模式停止检测。从而,在有效监测电源相序的同时,确保机组在最低功耗状态下待机及运行。也就是说,相序异常时,数码管报故障;相序正常时,为安全起见,要延时再判断,延时判断相序正常时,才确定相序真的正常。如此,循环检测。
64.使用图3所示的例子提供的低功耗相序检测电路,上电t时间内若一直检测到有相序故障,则数码管会报相序保护故障。当检测l2超前l3或l1超前l2的时间处于5-8ms范围时(5-8ms根据实际应用选取),认为相序时间差处于正常范围,则芯片判断相序正常,反之则会报相序保护。
65.若上电t时间后检测相序正常,此时数码管则会正常显示,连接端口cpu_pin3的cpu的3号脚输出高电平,三极管q1导通,直流继电器j1的线圈通电,直流继电器j1的触点3和触点5接通,相序检测电路停止工作而进入低功耗模式。当经过t时间相序仍保持正常时,直流继电器j1会切断l2、l3的检测回路,进入低功耗模式,因此该相序检测电路具备低功耗控制功能。
66.其中,继电器j1触点3和触点4之间断开,意味着检测电路中的光耦u1和光耦u2的二极管端电路已断开,此时即切断了相线l2和相线l3的检测回路。
67.所述控制单元,还被配置为若所述电器设备的供电电源的相序出现异常,则发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。例如:通过电器设备如多联机外机的主控板的数码管,显示相序出现异常的故障情况。
68.图2为一种低功耗相序检测电路的一实施例的工作流程示意图。如图2所示,一种低功耗相序检测电路的工作流程,包括:多联机外机的主控板的电源输入后,相序检测电路开始工作。然后,主控板的cpu,通过相序检测电路,来判断是否发生相序故障。当相序异常(如缺相或逆相)时,主控板上的数码管会立即报相序故障,即数码管会显示字母或数字来
表示相序故障。
69.所述控制单元,还被配置为若所述电器设备的供电电源的相序未出现异常,则发出相序正常指令,以控制所述开关单元通电,进而控制所述相序检测单元断电。
70.所述开关单元,还被配置为在接收到所述相序正常指令的情况下,处于能够使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开的状态,以使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开,即,使所述相序检测单元断电,从而使所述相序检测单元停止检测所述电器设备的供电电源的相序参数,节省能耗。直至在电器设备断电后再次上电的情况下,重新使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通,即,使所述相序检测单元得电,以重新检测所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常。这样,相序正常时,开关单元可以切断相序检测单元(如相序检测电路)的回路,从而进入低功耗模式,降低功耗。
71.在一些实施方式中,所述开关单元,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通,包括:在所述开关单元自身未通电的情况下,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通。相应地,所述开关单元,在接收到所述相序正常指令的情况下,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开,包括:在接收到所述相序正常指令的情况下,使所述开关单元自身通电,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开。
72.这样,本实用新型的方案,提供一种具有低功耗检测与控制的硬件电路,即一种低功耗相序检测电路,使得多联机外机的三相交流电源发生缺相或逆相时,在多联机外机的主控板上电后,通过数码管,可以显示相序故障,以避免多联机外机在三相交流电源发生缺相或逆相时继续工作而出现异常。进一步地,相序正常时,可以切断相序检测电路回路,从而进入低功耗模式,进一步降低功耗。
73.经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过设置相序检测电路,且该相序检测电路仅在半个交流电周期工作,使得多联机外机的三相交流电源发生缺相或逆相时,在多联机外机主控板上电后,通过相序检测电路显示相序故障,从而,通过在多联机外机的三相交流电源发生缺相或逆相时能够进行故障提醒,以避免多联机外机在三相交流电源发生缺相或逆相时继续工作而出现异常。并且,由于该相序检测电路仅在半个交流电周期工作,能够降低功耗。
74.根据本实用新型的实施例,还提供了对应于相序检测装置的一种电器设备。该电器设备可以包括:以上所述的相序检测装置。
75.由于本实施例的电器设备所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
76.经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过设置相序检测电路,且该相序检测电路仅在半个交流电周期工作,使得多联机外机的三相交流电源发生缺相或逆相时,在多联机外机主控板上电后,通过相序检测电路显示相序故障,且功耗较低。
77.根据本实用新型的实施例,还提供了对应于电器设备的一种相序检测方法,如图4所示本实用新型的方法的一实施例的流程示意图。该相序检测方法可以包括:步骤s110至步骤s160。
78.在步骤s110处,通过开关单元,处于能够使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通的状态,以使电器设备的供电电源与相序检测单元之间的供电通路接通,即,使所述相序检测单元得电。
79.在步骤s120处,通过相序检测单元,在相序检测单元自身与电器设备的供电电源之间的供电通路接通的情况下,在所述电器设备上电后,检测所述电器设备的供电电源的相序参数。
80.在一些实施方式中,步骤s120中,通过相序检测单元,检测所述电器设备的供电电源的相序参数,包括:通过相序检测单元,在电器设备的供电电源的半个交流周期内工作,以检测所述电器设备的供电电源的相序参数。例如:相序检测电路仅在半个交流电周期工作,能够降低功耗。
81.图3为一种低功耗相序检测电路的一实施例的原理图。如图3所示,一种低功耗相序检测电路,包括:相序检测电路的接线端子cn1,光耦u1和光耦u2,二极管d1、二极管d2、二极管d3和二极管d4,电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6和电阻r7。
82.在图3所示的例子中,直流继电器j1未工作时,直流继电器j1的触点3和触点4保持常闭状态。直流继电器j1的线圈通电后,直流继电器j1的触点5和触点3接通。
83.在图3所示的例子中,相序检测电路的接线端子cn1的1、2、3、4脚,分别接三相交流电源的零线n和三相火线l1、l2、l3。接线端子cn1的1脚,连接至直流继电器j1的触点4,还经电阻r1后连接至二极管d1的阳极。二极管d1的阴极,连接至接线端子cn1的2脚。接线端子cn1的3脚,连接至二极管d2的阳极。二极管d2的阴极,经电阻r2后接光耦u1的二极管侧的阳极(即光耦u1的1脚)。接线端子cn1的4脚,连接至二极管d3的阳极。二极管d3的阴极,经电阻r3后接光耦u2的二极管侧的阳极(即光耦u2的1脚)。二极管d1、二极管d2、二极管d3,作为整流二极管,主要起到单相导通作用,即在交流电只有半个周期内能通过,这样,保证仅在交流电的正半周期对l2和l3进行检测,在交流电的负半周期时光耦u1和光耦u2不导通,即减小了相序检测电路的发热功耗,因此该相序检测电路具备低功耗检测功能。电阻r1、电阻r2、电阻r3,主要起到限流分压的作用。
84.在图3所示的例子中,光耦u1的二极管侧的阴极(即光耦u1的2脚)连接至直流继电器j1的触点3。电阻r4连接在光耦u1的1脚与2脚之间。光耦u2的二极管侧的阴极(即光耦u2的2脚)连接至直流继电器j1的触点3。电阻r5连接在光耦u2的1脚与2脚之间。电阻r4、电阻r5与光耦u1、光耦u2的输入端并联,主要用于分流及快速放电,调整光耦u1、光耦u2的电流传输比。
85.在图3所示的例子中,光耦u1的晶体管侧的集电极(即光耦u1的3脚),作为端口cpu_pin1,还经电阻r6后接直流电源vcc。光耦u1的晶体管侧的发射极(即光耦u1的4脚),接地。光耦u2的晶体管侧的集电极(即光耦u2的3脚),作为端口cpu_pin2,还经电阻r76后接直流电源vcc。光耦u2的晶体管侧的发射极(即光耦u2的4脚),接地。
86.参见图3所示的例子,相序检测电路,还包括:直流继电器j1,三极管q1,电阻r8和电阻r9。直流继电器j1的线圈的第一端(即直流继电器j1的1脚)接直流电源vcc,还连接至二极管d4的阴极。直流继电器j1的线圈的第二端(即直流继电器j1的2脚),接二极管d4的阳极,还连接至三极管q1的集电极。三极管q1的发射极接地。三极管q1的基极,经电阻r9后接地,还经电阻r8后作为端口cpu_pin3。
87.其中,端口cpu_pin1、端口cpu_pin2和端口cpu_pin3,分别接主控板cpu的1号、2号、3号管脚,主要用于信号电平的检测。端口cpu_pin1连接cpu的输出端口,正常情况下输出低电平。端口cpu_pin2和端口cpu_pin3连接cpu的输入端口,正常情况下配置为浮空输入模式。电阻r6、电阻r7为上拉电阻。二极管d4,为续流二极管。直流电源vcc提供的直流供电电压,能够根据实际情况选取。
88.在步骤s130处,通过控制单元,根据所述相序参数,确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常。以及,
89.在一些实施方式中,步骤s130中通过控制单元,根据所述相序参数,确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常的具体过程,参见以下示例性说明。
90.下面结合图5所示本实用新型的方法中确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常的第一过程的一实施例流程示意图,进一步说明步骤s130中确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常的第一过程的具体过程,包括:步骤s210至步骤s230。
91.步骤s210,确定所述相序参数是否在设定参数范围内。
92.步骤s220,若所述相序参数在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序未出现异常。
93.步骤s230,若所述相序参数未在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序出现异常。
94.参见图3所示的例子,由于三相交流电的火线l1、l2、l3中,相邻两个相线的相位差为120
°
,因此通过检测相线的时间差,可以用于检测缺相或逆相的情况。相关方案中,工频交流电为50hz,周期为1/50=20ms。由于相邻两个相线的相位差为120
°
,即相邻两个相线波形的时间差为20*120/360=6.67ms。即l1比l2超前6.67ms,l2比l3超前6.67ms。当工作在60hz的交流电网中,l1比l2超前5.56ms,l2比l3超前5.56ms。
95.当相序正常时,l1的负半周期通过二极管d1、电阻r1流入零线。l2的正半周期通过二极管d2、电阻r1、电阻r2、电阻r4、光耦u1输入端流入零线。l3正半周期通过二极管d3、电阻r3、电阻r5、光耦u2输入端流入零线。因此光耦u1和光耦u2的输入端先后导通,端口cpu_pin1和端口cpu_pin2先后由高电平变化为低电平。50hz交流电时,主芯片检测到端口cpu_pin1的管脚低电平时间超前端口cpu_pin2的管脚低电平时间约6.67ms,因此判断无相序故障。
96.由于主控板取火线l1和零线n的电压。当l1缺相时主控板不工作。当火线l2或火线l3缺相时,对应的端口cpu_pin1或端口cpu_pin2无信号输出,报相序保护故障。当发生逆相的情况时,端口cpu_pin1与端口cpu_pin2的时间差不在正常范围内,因此会报相序故障。
97.在图3所示的例子中,由于设置了直流继电器j1、三极管q1、电阻r8、电阻r9和二极管d4,能够实现断开相序检测电路的公共端,进而降低主控板的待机功耗。具体地,在需要检测相序时,直流继电器j1的线圈吸合,触点导通,相序检测电路工作。在相序检测完毕时,直流继电器j1断开,相序检测电路中无电流流过,可有效降低功耗,实现了低功耗相序检测。
98.在一些实施方式中,步骤s130中通过控制单元,根据所述相序参数,确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常的具体过程,还参见以下示例性说明。
99.下面结合图6所示本实用新型的方法中确定所述电器设备的供电电源的相序是否
出现异常的第二过程的一实施例流程示意图,进一步说明步骤s130中确定所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常的第二过程的具体过程,包括:步骤s310至步骤s330。
100.步骤s310,在所述电器设备的供电电源的相序出现异常、已发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息的情况下,或在所述电器设备的供电电源的相序未出现异常的情况下,在设定时间内,继续确定所述相序参数是否在设定参数范围内。
101.步骤s320,若在设定时间内,所述相序参数在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序未出现异常,若已发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息,则停止发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。
102.步骤s330,若在设定时间内,所述相序参数未在所述设定参数范围内,则确定所述电器设备的供电电源的相序出现异常,并发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。具体地,若已发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息,则继续发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。若未发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息,则开始发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。
103.参见图2所示的例子,一种低功耗相序检测电路的工作流程,还包括:为了防止误报或漏报故障的情况,相序检测电路会持续t时间一直进行检测(t根据实际应用选取)。若在t时间内仍检测出相序故障,则数码管一直会显示相序故障。若在t时间内由于外部或其它因素导致相序故障恢复,此时数码管则会正常显示,主控板正常工作,然后相序检测电路进入低功耗模式停止检测。从而,在有效监测电源相序的同时,确保机组在最低功耗状态下待机及运行。
104.使用图3所示的例子提供的低功耗相序检测电路,上电t时间内若一直检测到有相序故障,则数码管会报相序保护故障。当检测l2超前l3或l1超前l2的时间处于5-8ms范围时(5-8ms根据实际应用选取),认为相序时间差处于正常范围,则芯片判断相序正常,反之则会报相序保护。
105.若上电t时间后检测相序正常,此时数码管则会正常显示,连接端口cpu_pin3的cpu的3号脚输出高电平,三极管q1导通,直流继电器j1的线圈通电,直流继电器j1的触点3和触点5接通,相序检测电路停止工作而进入低功耗模式。当经过t时间相序仍保持正常时,直流继电器j1会切断l2、l3的检测回路,进入低功耗模式,因此该相序检测电路具备低功耗控制功能。
106.在步骤s140处,通过控制单元,若所述电器设备的供电电源的相序出现异常,则发起所述电器设备的供电电源的相序出现异常的提醒消息。例如:通过电器设备如多联机外机的主控板的数码管,显示相序出现异常的故障情况。
107.图2为一种低功耗相序检测电路的一实施例的工作流程示意图。如图2所示,一种低功耗相序检测电路的工作流程,包括:多联机外机的主控板的电源输入后,相序检测电路开始工作。然后,主控板的cpu,通过相序检测电路,来判断是否发生相序故障。当相序异常(如缺相或逆相)时,主控板上的数码管会立即报相序故障,即数码管会显示字母或数字来表示相序故障。
108.在步骤s150处,通过控制单元,若所述电器设备的供电电源的相序未出现异常,则发出相序正常指令,以控制所述开关单元通电,进而控制所述相序检测单元断电。
109.在步骤s160处,通过开关单元,还在接收到所述相序正常指令的情况下,处于能够使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开的状态,以使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开,即,使所述相序检测单元断电,从而使所述相序检测单元停止检测所述电器设备的供电电源的相序参数,节省能耗。直至在电器设备断电后再次上电的情况下,重新使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通,即,使所述相序检测单元得电,以重新检测所述电器设备的供电电源的相序是否出现异常。
110.在一些实施方式中,步骤s110中,通过开关单元,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通,包括:在所述开关单元自身未通电的情况下,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路接通。相应地,步骤s160中国,通过开关单元,在接收到所述相序正常指令的情况下,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开,包括:在接收到所述相序正常指令的情况下,使所述开关单元自身通电,使电器设备的供电电源与所述相序检测单元之间的供电通路断开。
111.所述开关单元,设置在电器设备的供电电源与相序检测单元之间。所述控制单元,分别与所述相序检测单元和所述开关单元连接。相序检测单元,如相序检测电路。开关单元,如直流继电器j1和三极管q1构成的开关电路。控制单元,可以是电器设备如多联机外机的主控板cpu等。电器设备,如多联机外机。
112.这样,本实用新型的方案,提供一种具有低功耗检测与控制的硬件电路,即一种低功耗相序检测电路,使得多联机外机的三相交流电源发生缺相或逆相时,在多联机外机的主控板上电后,通过数码管,可以显示相序故障,以避免多联机外机在三相交流电源发生缺相或逆相时继续工作而出现异常。进一步地,相序正常时,可以切断相序检测电路回路,从而进入低功耗模式,进一步降低功耗。
113.由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述电器设备的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
114.经大量的试验验证,采用本实施例的技术方案,通过设置相序检测电路,且该相序检测电路仅在半个交流电周期工作,使得多联机外机的三相交流电源发生缺相或逆相时,在多联机外机主控板上电后,通过相序检测电路显示相序故障,实现了低功耗相序检测。
115.综上,本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
116.以上所述仅为本实用新型的实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
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