一种三相输入电源缺相检测电路的制作方法

本发明涉及电路检测领域，具体涉及一种三相输入电源的缺相检测电路。

背景技术：

由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，开关电源有时会出现缺相运行的情况，且缺相运行不易被发现。当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会因严重过流而损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。

检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路，由于电流互感器成本高、体积大，故在开关电源中一般采用电子缺相保护电路。而一般的电子缺相保护电路较复杂，需其它装置配合使用，成本较高，且可靠性不高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种三相输入电源的缺相检测电路，该电路结构简单、检测快速、准确可靠、抗干扰能力强。

为实现上述目的，本发明提供一种三相输入电源的缺相检测电路，包括信号转换电路1、自锁电路2以及输出电路3，所述信号转换电路1用于将三相电源输入电压转换为电平信号；所述自锁电路2用于将高电平信号锁死；所述输出电路3用于输出电平信号；所述信号转换电路1的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路2输入端，所述自锁电路2的输出端连接输出电路3的输入端，所述输出电路3包括光耦v4、二极管d5、电容c5以及电阻r18、r19，所述电阻r18一端连接12电源电压，其另一端连接光耦v4的阳极；光耦v4的集电极连接5v电源电压，其发射极经电容c5接地；电阻r19并联于电容c5两端；二极管d5阴极连接光耦v4阴极，其阳极连接自锁电路2的输出端。

具体地说，所述信号转换电路1包括支路a、b以及c，所述支路a包括光耦v1、二极管d1以及运算放大器u4，电阻r1一端连接三相电源的a相，其另一端经电阻r4连接光耦v1的阳极，光耦v1的集电极连接运算放大器u4同相输入端；所述二极管d1阳极连接光耦v1的阴极，其阴极连接光耦v1的阳极；所述支路b包括光耦v2、二极管d2以及运算放大器u3，电阻r2一端连接电源b相电压，其另一端经电阻r5连接光耦v2的阳极，光耦v2的集电极连接运算放大器u2同相输入端；所述二极管d2阳极连接光耦v2的阴极，其阴极连接光耦v2的阳极；所述支路c包括光耦v3、二极管d3以及运算放大器u3，电阻r3一端连接电源c相电压，其另一端经电阻r6连接光耦v3的阳极，光耦v3的集电极连接运算放大器u3同相输入端；所述二极管d3阳极连接光耦v3的阴极，其阴极连接光耦v3的阳极；光耦v1、v2、v3的阴极相连，电阻r7一端连接12v电源电压，其另一端连接光耦v1的集电极；电阻r8一端连接12v电源电压，其另一端连接光耦v2的集电极；电阻r9一端连接12v电源电压，其另一端连接光耦v3的集电极；电阻r10一端连接12v电源电压，其另一端经电阻r11接地，电容c1并联于电阻r11两端；所述运算放大器u4、u2、u3反相输入端均与电阻r10、r11之间的节点相连；电阻r12一端连接12v电源电压，其另一端经电容c2接地；所述运算放大器u4、u2、u3输出端均与电阻r12、电容c2之间的节点相连；所述运算放大器u4的输出端连接自锁电路2输入端。

具体地说，所述自锁电路2包括三极管q1、运算放大器u1、二极管d4以及电容c3、c4，所述三极管q1基极连接运算放大器u4、u2、u3的输出端，其集电极经r13连接12v电源电压，其发射极接地；所述运算放大器u1的反相输入端连接三极管q1的集电极，其同相输入端经电阻r15连接12v电源电压、经电阻r16接地；所述电容c3一端连接运算放大器u1正供电端，其另一端接地；电容c4并联于电容c3两端；电阻r14一端连接运算放大器u1反相输入端，其另一端接地；电阻r17一端连接12v电源电压，其另一端连接运算放大器u1的输出端；二极管d4阳极连接运算放大器u1的输出端，其阴极连接运算放大器u1的同相输入端；运算放大器u1的输出端连接二极管d5的阳极。

由以上技术方案可知，本发明提供了一种三相输入电源的缺相检测电路，包括信号转换电路、自锁电路以及输出电路，信号转换电路的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路输入端，自锁电路的输出端连接输出电路的输入端；该电路结构简单，检验快速、准确，抗干扰能力强、稳定性较高。

附图说明

图1是本发明三相输入电源的缺相检测电路的示意图。

图2是本发明三相输入电源的缺相检测电路缺相时三极管q1的基极电压波形图。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的本发明的实施例，一种三相输入电源的缺相检测电路，包括信号转换电路1、自锁电路2以及输出电路3，信号转换电路1用于将三相电源输入电压转换为电平信号；自锁电路2用于将高电平信号锁死；输出电路3用于输出电平信号；信号转换电路1的输入端连接三相电源，其输出端连接自锁电路2输入端，自锁电路2的输出端连接输出电路3的输入端，输出电路3包括光耦v4、稳压二极管d5、电容c5以及电阻r18、r19，电阻r18一端连接12电源电压，其另一端连接光耦v4的阳极；光耦v4的集电极连接5v电源电压，其发射极经电容c5接地；电阻r19并联于电容c5两端；稳压二极管d5阴极连接光耦v4阴极，其阳极连接自锁电路2的输出端。

信号转换电路1包括支路a、b以及c，支路a包括光耦v1、二极管d1以及运算放大器u4，电阻r1一端连接三相电源的a相，其另一端经电阻r4连接光耦v1的阳极，光耦v1的集电极连接运算放大器u4同相输入端；二极管d1阳极连接光耦v1的阴极，其阴极连接光耦v1的阳极；支路b包括光耦v2、二极管d2以及运算放大器u3，电阻r2一端连接电源b相电压，其另一端经电阻r5连接光耦v2的阳极，光耦v2的集电极连接运算放大器u2同相输入端；二极管d2阳极连接光耦v2的阴极，其阴极连接光耦v2的阳极；支路c包括光耦v3、二极管d3以及运算放大器u3，电阻r3一端连接电源c相电压，其另一端经电阻r6连接光耦v3的阳极，光耦v3的集电极连接运算放大器u3同相输入端；二极管d3阳极连接光耦v3的阴极，其阴极连接光耦v3的阳极；光耦v1、v2、v3的阴极相连，电阻r7一端连接12v电源电压，其另一端连接光耦v1的集电极；电阻r8一端连接12v电源电压，其另一端连接光耦v2的集电极；电阻r9一端连接12v电源电压，其另一端连接光耦v3的集电极；电阻r10一端连接12v电源电压，其另一端经电阻r11接地，电容c1并联于电阻r11两端；运算放大器u4、u2、u3反相输入端均与电阻r10、r11之间的节点相连；电阻r12一端连接12v电源电压，其另一端经电容c2接地；运算放大器u4、u2、u3输出端均与电阻r12、电容c2之间的节点相连；运算放大器u4的输出端连接自锁电路2输入端。三条支路中光耦v1、v2、v3，可以将三相市电高电压和电源信号隔离，确保电路安全，还能提高电路的抗干扰能力。

自锁电路2包括三极管q1、运算放大器u1、二极管d4以及电容c3、c4，三极管q1基极连接运算放大器u4、u2、u3的输出端，其集电极经r13连接12v电源电压，其发射极接地；运算放大器u1的反相输入端连接三极管q1的集电极，其同相输入端经电阻r15连接12v电源电压、经电阻r16接地；电容c3一端连接运算放大器u1正供电端，其另一端接地；电容c4并联于电容c3两端；电阻r14一端连接运算放大器u1反相输入端，其另一端接地；电阻r17一端连接12v电源电压，其另一端连接运算放大器u1的输出端；二极管d4阳极连接运算放大器u1的输出端，其阴极连接运算放大器u1的同相输入端；运算放大器u1的输出端连接稳压二极管d5的阳极。

本实施例的工作原理如下：

当外部三相交流电正常时，光耦v1、光耦v1和光耦v1轮流导通，三极管q1的基极一直为低电平，三极管q1不导通，运算放大器u1的输出端为低电平，此时稳压二极管d5发挥稳压作用，光耦v4导通，其发射极即告警信号ph_fault为低电平。

外部三相交流电的三相电压中任一相电压发生掉电或缺相，三极管q1的基极电压波形图，如图2所示。假设缺c相时，线电压只有uab，当uab在过零点附近，三个光耦均不导通，此时三极管q1基极为高电平，三极管集电极和发射极导通，运算放大器u1的反相输入端为低电平，运算放大器u1的输出端为高电平，并通过二极管d4锁死，导致其输出端持续输出高电平，从而锁死告警信号ph_fault为高电平，断电、排除故障后，重新上电，电路正常，运算放大器u1输出低电平，告警信号ph_fault恢复为低电平。

通过观察告警信号ph_fault的电平信号，可以准确检测三相输入电源缺相与否。

通过本实施例的三相输入电源缺相检测电路，可以准确及时地检测三相电源缺相与否。相比一般的电子缺相保护电路，本实施例中的电路结构简单，造价低廉，无需其它装置、无需软件计算，而且具有检测快速、结果准确、可靠性高、抗干扰能力强的优点，具有很好的应用前景。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。