一种隔离检测三相电压缺相功能的电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路检测技术领域，特别是涉及一种隔离检测三相电压缺相功能的电路。


背景技术：

2.对于使用三相交流电的用电设备，一个基本的可靠性保护功能就是三相输入缺相检测功能，当三相输入中任何一相电压缺相时，需要通过电路模块输出缺相告警信号，从而进一步通过对告警信号的处理，如驱动故障指示灯、故障继电器等，实现对用电设备的安全保护。
3.目前，为了实现三相输入缺相检测功能，通常采用的检测电路是较为复杂的三相输入缺相检测模拟电路或者使用传感器通过复杂的电路采样和信号处理来实现。
4.参见图1所示的现有的一种常见的三相输入缺相检测模拟电路，该电路用于进行缺相检测。在三相电输入正常时，其中的光耦u7，输出低电平信号，当发生缺相问题时，光耦的二次侧输出为高电平信号。
5.对于现有的三相输入缺相检测模拟电路，其需要较多id分立器件，例如图1所示的电路需要：二极管6颗，光耦4颗，三极管2颗，运放4颗，电阻14颗。因此，现有的三相输入缺相检测模拟电路，因为使用较多的分立器件，不仅制造成本较高，而且由于分立器件的性能参数的离散性，将影响整个电路的检测可靠性。
6.参见图2所示的现有的一种常见的三相输入缺相检测模拟数字混合电路，该电路用于缺相检测。在三相电输入正常时，通过电压互感器tv1、tv2 对输入l1-l2、l2-l3线电压进行隔离，经过精密整流检测电路变换为直流电压信号，再进入微控制器mcu的模数转换器，最终把输入交流电压信号转换成mcu内的数字量信号。当发生l1或l3相缺相故障时，对应通道数字量采样将为0，当l2相缺相故障时，两个通道数字量均为0，由此判断缺相故障的发生。
7.对于现有的缺相检测模拟数字混合电路，电路实现复杂，不仅需要r1、 r2、r3、r4、tv1、tv2、精密整流检测电路构成模拟采样调理电路，而且需要mcu微控制器为核心的数字电路进行模拟量到数字量转换，在程序上判断是否缺相。电路复杂、成本较高，数字电路判断缺相故障，存在检测判断延时、程序可能存在跑飞等问题，可靠性不如完全模拟电路高。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种隔离检测三相电压缺相功能的电路。
9.为此，本实用新型提供了一种隔离检测三相电压缺相功能的电路，包括三相交流输入电源的输入相线l1、l2和l3；
10.其中，三相交流输入电源的输入相线l1，与二极管d1的阳极相接；
11.二极管d1的阴极，与电阻r1的一端相接；
12.电阻r1的另一端，分别接稳压二极管d6的阴极、电容c1的一端和电阻r2的一端；
13.电阻r2的另一端，与光耦u1的第1管脚相连接；
14.光耦u1的第2管脚，分别接稳压二极管d6的阳极、电容c1的另一端和二极管d3的阳极；
15.光耦u1的第3管脚接地；
16.光耦u1的第4管脚，与光耦u2的第3管脚相接；
17.其中，二极管d3的阴极，与三相交流输入电源的输入相线l3相接；
18.其中，光耦u2的第4管脚，作为信号检测输出端v0，与电阻r5的一端相接；
19.电阻r5的另一端，与一个直流电源dc相接；
20.其中，光耦u2的第1管脚，与电阻r4的一端相接；
21.电阻r4的另一端，分别与电容c2的一端、稳压二极管d5的阴极和电阻r3的一端相接；
22.电阻r3的另一端，与二极管d2的阴极相接；
23.二极管d2的阳极，与三相交流输入电源的输入相线l2相接；
24.其中，光耦u2的第2管脚，分别与电容c2的另一端、稳压二极管 d5的阳极和二极管d4的阳极相接；
25.二极管d4的阴极，与三相交流输入电源的输入相线l3相接。
26.优选地，直流电源dc为12v的直流电源。
27.优选地，三相交流输入电源，为额定380v的交流输入电源。
28.优选地，采用光耦u1和u2实现隔离采样。
29.由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种隔离检测三相电压缺相功能的电路，其结构设计科学，针对现有的三相输入缺相检测模拟电路存在的结构复杂、存在的分立器件多以及可靠性低的问题，能够通过较少的器件，可靠地实现对三相输入缺相的检测功能，同时也避免了使用电压互感器、微控制器等构成的检测电路复杂，可靠性不高的缺点，具有重大的生产实践意义。
30.对于本实用新型，只需要使用2颗光耦、6颗二极管、5颗电阻、2颗电容，即可创造性实现缺相的检测功能。
31.对于本实用新型，解决了现有的三相输入缺相检测模拟电路存在的通过复杂的电路进行采样和信号处理的问题，简化了器件，提高了可靠性。
附图说明
32.图1为现有的一种常见的三相输入缺相检测模拟电路的原理图；
33.图2为现有的一种常见的三相输入缺相检测模拟数字混合电路的原理图；
34.图3为本实用新型提供的一种隔离检测三相电压缺相功能的电路的原理图。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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作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。
36.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
37.参见图3，本实用新型提供了一种隔离检测三相电压缺相功能的电路，包括三相交流输入电源(例如额度380v的交流ac输入电源，也可以为其它额定值的三相交流电源)的输入相线l1、l2和l3(即分别表示a、b和 c相线)；
38.其中，三相交流输入电源的输入相线l1，与二极管d1的阳极相接；
39.二极管d1的阴极，与电阻r1的一端相接；
40.电阻r1的另一端，分别接稳压二极管d6的阴极、电容c1的一端和电阻r2的一端；
41.电阻r2的另一端，与光耦u1的第1管脚相连接；
42.光耦u1的第2管脚，分别接稳压二极管d6的阳极、电容c1的另一端和二极管d3的阳极；
43.光耦u1的第3管脚接地；
44.光耦u1的第4管脚，与光耦u2的第3管脚相接；
45.其中，二极管d3的阴极，与三相交流输入电源的输入相线l3相接；
46.其中，光耦u2的第4管脚，作为信号检测输出端v0，与电阻r5的一端相接；
47.电阻r5的另一端，与一个直流电源dc相接；
48.其中，光耦u2的第1管脚，与电阻r4的一端相接；
49.电阻r4的另一端，分别与电容c2的一端、稳压二极管d5的阴极和电阻r3的一端相接；
50.电阻r3的另一端，与二极管d2的阴极相接；
51.二极管d2的阳极，与三相交流输入电源的输入相线l2相接；
52.其中，光耦u2的第2管脚，分别与电容c2的另一端、稳压二极管 d5的阳极和二极管d4的阳极相接；
53.二极管d4的阴极，与三相交流输入电源的输入相线l3相接。
54.在本实用新型中，具体实现上，直流电源dc为12v的直流电源。
55.在本实用新型中，具体实现上，采用光耦u1和u2实现隔离采样。
56.具体实现上，需要说明的是，光耦u1和u2为普通光耦，例如东芝、英国高数光、友台半导体等公司生产的tlp521、tlp621等型号，或者安森美、亿光、光宝等厂家生产的817系列光耦，不限于上述公司和型号的光耦均可应用于本技术方案。光耦在本实用新型中主要起到隔离的作用，因此对厂家和型号没有特殊要求。
57.对于光耦u1和u2，其具有的第1管脚为光耦内部发光二极管阳极，光耦的第2管脚为光耦内部发光二极管阴极，光耦的第3管脚为光耦内部光电三极管的发射极，光耦的第4管脚为光耦内部光电三极管的集电极。
58.在本实用新型中，需要说明的是，对于信号检测输出端v0，在发生缺相故障时，v0端输出为高电平，可以用来驱动继电器线圈，对外提供报警接点；也可以驱动故障指示灯、蜂鸣器等提供声光告警(因为高电平才能满足故障指示灯或蜂鸣器的工作电压，使得声光报警，低电平无法满足工作电压)；也可以利用高电平使其他电路进入保护状态；也可以适用单片机等采集v0位置的高低电平判断缺相故障，间接控制其他电路。根据具体场景需要能够适用不同电路。当然，还可以采取其他的方式，来采集v0端的电平状态。
59.为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面说明本实用新型的工作原理。
60.对于本实用新型提供的电路，l1、l2和l3分别为三相交流输入电源(例如380v的交流ac输入电源)的三相输入相线，v0为隔离后的电平信号，通过采集v0的电平来检测是否缺相。具体情况如下：
61.一、输入相线l1通过d1、r1、c1、d3，与输入相线l3之间进行半波整流，输入相线l2通过d2、r3、d5、d4，与输入相线l3之间进行半波整流，其中，r1和r3为降压电阻，d6和d5为稳压二极管；c1和c2为滤波电容，并联在d5和d6之间，从而得到稳定的稳压电源；r2和r4为限流电阻，c1和c2的电压通过r2和r4限流后加到光耦u1和u2上，u1 和u2的次级导通，拉低信号检测输出端v0的电压，信号检测输出端v0输出低电平，表示三相正常。
62.二、当输入相线l1缺失时，l1到l3无回路，c1上无电压，u1不导通，v0输出高电平，从而表示输入相线l1提供的电压报缺相(即报缺相)。
63.三、当输入相线l2缺失时，l2到l3无回路，c2上无电压，u2不导通，v0输出高电平，从而表示输入相线l2提供的电压缺相(即报缺相)。
64.四、当l3缺失时，l1l2到l3均无回路，c1c2无电压，u1u2均不导通，v0输出高电平，从而表示输入相线l3提供的电压缺相(即报缺相)。
65.综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种隔离检测三相电压缺相功能的电路，其结构设计科学，针对现有的三相输入缺相检测模拟电路存在的结构复杂、存在的分立器件多以及可靠性低的问题，能够通过较少的器件，可靠地实现对三相输入缺相的检测功能，同时也避免了使用电压互感器、微控制器等构成的检测电路复杂，可靠性不高的缺点，具有重大的生产实践意义。
66.对于本实用新型，只需要使用2颗光耦、6颗二极管、5颗电阻、2颗电容，即可创造性实现缺相的检测功能。
67.对于本实用新型，解决了现有的三相输入缺相检测模拟电路存在的通过复杂的电路进行采样和信号处理的问题，简化了器件，提高了可靠性。
68.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。