一种具有缺相保护的相序检测装置的制作方法

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种具有缺相保护的相序检测装置。

背景技术：

三相交流电源的相序识别与相序控制在工农业生产中具有重要意义。在仪表、自动控制和电力电子等设备中，往往需要检测判断三相交流电源的相序和是否缺相，如果产生缺相或者是相序有误就形成保护。在许多场合下,是不允许出现逆向相序的,如水泵电机,大型空调器用非往复式压缩机和风机,移动供配电装置等。偶尔出现的逆向相序,将导致事故的发生，这时就有必要采取措施进行相序检测。早期的相序、缺相检测电路由简单的电容、电阻组成，虽然结构简单，但电容值较大，用指示灯指示，功耗较大，体积也大，且不能实现自动检测输出。鉴于此，本文设计了一种简洁的相序、缺相检测保护电路，能够避免三相交流电在不平衡点波动造成保护电路频繁动作的缺陷。该电路的设计是基于纯硬件数字电路，结构简单，体积小，可靠性高，极大地提高了电路的稳定性和抗干扰能力。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的主要技术问题是提供一种具有缺相保护的相序检测装置，该装置能检测三相电的相序，是多目标电能质量综合治理项目的一个重要环节，并在其缺相的情况下对电路进行自我保护，从而避免后续电路或者整个设备发生损毁。

为了解决上述的技术问题，本实用新型一种具有缺相保护的相序检测装置，包括电源模块、检测相序及缺相保护模块和电平检测电路；所述电源模块由电容11、电源芯片12、二极管13、电感14、电容15构成，具有输入端D、输出端E。所述电容11正极与输入端D相连，相连后接到电源芯片12的引脚1，负极接地；所述电感14一端连接二极管13的负极，相连后接到电源芯片12的2引脚，另一端连接电容15的正极，相连后接到电源芯片的4引脚；所述二极管13正极接地；所述电容15负极接地。所述电源模块产生电压直接连到检测相序及缺相保护模块和电平检测电路；所述电平检测电路具有输入端G,由稳压管54和主控芯片DSP 55组成，所述稳压管54一端连接到输入端G，一端连接到主控DSP 55上。

所述检测相序及缺相保护模块由限幅电路、相序比较电路和输出电路组成，具有输入端A、输入端B、输入端C、输入端E和输出端F。

所述限幅电路分三组，第一组由电阻31、电阻33、二极管32和三极管34组成，电阻31一端与输入端A相连，另一端连接二极管32的负极，相连后连接到三极管34的基极；所述二极管32的正极接地；所述电阻33一端与输入端E相连，另一端连接到三极管34的集电极；所述三极管34的发射极接地。第二组由电阻38、电阻40、二极管39和三极管41组成，电阻38一端与输入端B相连，另一端连接二极管39的负极，相连后连接到三极管41的基极；所述二极管39的正极接地；所述电阻40一端与输入端E相连，另一端连接到三极管41的集电极；所述三极管41的发射极接地。第三组由电阻44、电阻46、二极管45和三极管47组成，电阻44一端与输入端C相连，另一端连接二极管45的负极，相连后连接到三极管47的基极；所述二极管45的正极接地；所述电阻46一端与输入端E相连，另一端连接到三极管47的集电极；所述三极管47的发射极接地。

所述相序比较电路由非门35、非门42、非门48、与非门36、与非门37、与非门43、与非门49组成；所述非门35，输入端连接到三极管34的集电极，输出端连接到与非门36的输入端1；所述非门42，输入端连接到三极管41的集电极，输出连接到与非门36的输入端2，相连后连接到与非门43的输入端1；所述非门48，输入端连接到三极管47的集电极，输出连接到与非门49的输入端2；所述与非门37，输入端连接到与非门36、与非门43的输出端，输出端连接到与非门43的输入端2，相连后连接到与非门49的输入端1。

所述输出电路由二极管50、电阻51、电容52和非门53组成；所述电阻51一端连接到二极管50的负极，相连后连接到与非门49的输出端，另一端连接到二极管50的正极、电容52的正极，相连后连接到非门53的输入端；非门53的输出端通过输出端F连接输入端G。

本实用新型的有益效果：本实用新型具有实现相序检测和缺相保护的功能，对设备起到保护，成本低、效果好。

附图说明

图1为本实用新型一种具有缺相保护的相序检测装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种具有缺相保护的相序检测装置连接示意图。

图3为本实用新型实施例中的电源模块电路图。

图4为本实用新型实施例中的相序检测和缺相保护模块电路图。

图5为本实用新型实施例中的电平检测模块电路图。

图6为本实用新型实施例中相序为正序(相序正常)时的波形输出图。

图7为本实用新型实施例中相序为负序(相序异常)时的波形输出图。

图8为本实用新型实施例中缺A相时的波形输出图。

图9为本实用新型实施例中缺B相时的波形输出图。

图10为本实用新型实施例中缺C相时的波形输出图。

具体实施方式

下文通过结合附图及实施例，对本实用新型做进一步阐述。

参阅图1～10所示，一种具有缺相保护的相序检测装置，包括电源模块(1)、检测相序及缺相保护模块(2)和电平检测电路(3)；所述电源模块(1)由电容11、电源芯片12、二极管13、电感14、电容15构成，具有输入端D、输出端E。所述电容11正极与输入端D相连，相连后接到电源芯片12的引脚1，负极接地；所述电感14一端连接二极管13的负极，相连后接到电源芯片12的2引脚，另一端连接电容15的正极，相连后接到电源芯片的4引脚；所述二极管13正极接地；所述电容15负极接地。所述电源模块由LM2576芯片及其外围电路组成，产生5V电压，所产生电压直接连到检测相序及缺相保护模块(2)上，作为检测相序及缺相保护模块的时序比较电压，同时为电平检测电路提供所需电压；所述电平检测电路(3)具有输入端G,由稳压管54，主控芯片DSP 55组成，所述稳压管54一端连接到输入端G，一端连接到DSP 55上，DSP通过检测电平、判断，产生动作对电路进行保护。

所述检测相序及缺相保护模块(2)由限幅电路(21)、相序比较电路(22)和输出电路(23)组成，具有输入端A、输入端B、输入端C、输入端E和输出端F。

所述限幅电路(21)分三组，第一组由电阻31、电阻33、二极管32和三极管34组成，电阻31一端与输入端A相连，另一端连接二极管32的负极，相连后连接到三极管34的基极；所述二极管32的正极接地；所述电阻33一端与输入端E相连，另一端连接到三极管34的集电极；所述三极管34的发射极接地。第二组由电阻38、电阻40、二极管39和三极管41组成，电阻38一端与输入端B相连，另一端连接二极管39的负极，相连后连接到三极管41的基极；所述二极管39的正极接地；所述电阻40一端与输入端E相连，另一端连接到三极管41的集电极；所述三极管41的发射极接地。第三组由电阻44、电阻46、二极管45和三极管47组成，电阻44一端与输入端C相连，另一端连接二极管45的负极，相连后连接到三极管47的基极；所述二极管45的正极接地；所述电阻46一端与输入端E相连，另一端连接到三极管47的集电极；所述三极管47的发射极接地。

所述相序比较电路(22)由非门35、非门42、非门48、与非门36、与非门37、与非门43、与非门49组成。所述非门器件选用CD4069,与非门器件选用CD4093。所述非门35，输入端连接到三极管34的集电极，输出端连接到与非门36的输入端1；所述非门42，输入端连接到三极管41的集电极，输出连接到与非门36的输入端2，相连后连接到与非门43的输入端1；所述非门48，输入端连接到三极管47的集电极，输出连接到与非门49的输入端2；所述与非门37，输入端连接到与非门36、与非门43的输出端，输出端连接到与非门43的输入端2，相连后连接到与非门49的输入端1。

所述输出电路(23)由二极管50、电阻51、电容52和非门53组成；所述电阻51一端连接到二极管50的负极，相连后连接到与非门49的输出端，另一端连接到二极管50的正极、电容52的正极，相连后连接到非门53的输入端；非门53的输出端通过输出端F连接输入端G。

说明工作过程，首先确保控制装置整个系统控制模块各部分硬件连接正确无误，供电正常；工业电压作为输入连接到电源模块D上，其输出连接到检测相序及缺相保护模块上。A相市电正弦波作为输入连接到输入端A上，经过第一组限幅电路转化为方波a；B相市电正弦波作为输入连接到输入端A上，经过第二组限幅电路转化为方波b；C相市电正弦波作为输入连接到输入端A上，经过第三组限幅电路转化为方波c；相序正常时方波a、方波b与方波c经过相序比较电路的逻辑运算得到方波e，方波e经过滤波电路后，由IC8反向输出。当电容52上的电平比IC8非门输入发生翻转门槛电压低时，其输出得到高电平；当相序发生错误时，C1上电平比IC8非门输入发生翻转门槛电压高，其输出得到低电平，即相序错时为低电平；当缺相时，e电平为高使输出为低电平。当DSP检测到持续的高电平信号时，将产生动作，对电路进行保护。

由此可见，本实用新型具有实现相序检测和缺相保护的功能，能起到对设备保护、成本低、效果好的优点。

以上实施例仅为说明本实用新型原理所用，并非本实用新型仅有的实施方式。上述实施例并不应视为限制本实用新型的范围。任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型保护范围为准。