专利名称：一种三相电源欠压信号检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及三相负载电源欠压保护领域，具体涉及一种三相电源欠压信号检
测电路。
背景技术：
交流电动机等三相负载一般应设瞬时动作的欠压保护，不需要和不允许自起动的重要电动机应设延时的失电压保护，此延时可在瞬时动作的基础上靠时间继电器来获得。欠电压保护一般由起动器或接触器实现。当控制回路与主回路不在同一个电源回路时，应在主回路装设欠压继电器，如果主回路电压过低，欠压继电器释放，自动切断起动器或接触器的控制回路。欠压继电器的整定一般应使切断电压与额定电压之比为0.7。三相电源正常时，三相电压近似相等，在欠压时也认为如此。所以只要检测一个相电压就能判定是否存在欠压故障。但有时不对称的情况，三相电源中某一相电压存在欠压，如果要识别这一类欠压故障，就需要用三个欠压继电器，比较繁琐。用欠压继电器来获得故障信号时还有一个缺点，就是欠压继电器的额定电压较低，在高压主回路使用时，要加变压器降压，变压器比较笨重。
发明内容本实用新型针对上述现有方案存在的缺点，提出了一种结构简单可靠、无需另外的独立电源的三相电源欠压信号检测电路。 本实用新型提出的三相电源欠压信号检测电路，包括三相桥式整流器、变送单元
及对所述变送单元供电的低压直流电源单元；所述三相桥式整流器、变送单元和低压直流
电源的负电平端相互连接；所述三相桥式整流器的正输出端同时与所述变送单元及低压直
流电源的输入端相连接；所述三相桥式整流器设置有三相待测电压接入端；所述变送单元
设置有光耦，该光耦的达林顿管的输出端用于检测结果的输出，在三相电压均正常时，该达
林顿管的输出饱和导通；在三相电压至少一相欠压时，该达林顿管的输出关断。 所述变送单元设置有降压单元和滤波单元，所述降压单元分别与所述变送单元的
输入端及滤波单元相连接；所述变送单元，用于对所述三相桥式整流器的正输出端发送来
的全波整流信号进行电阻分压及去除毛剌和箝位后形成低压的三相全波整流电压信号；所
述变送单元还设置有比较单元，用于对所述低压的三相全波整流电压信号的六个谷值与给
定值比较，若六个谷值都大于给定值，则控制所述达林顿管的输出饱和导通；否则，控制所
述达林顿管的输出关断。 所述低压直流电源单元设置有一导向二极管，用于使所述变送单元的输入端的电压不受所述滤波单元的电压的影响。 所述低压直流电源单元设置有一并联有一电解电容的稳压二极管，用于产生低压直流电源。 所述变送单元设置有第一运放单元和第二运放单元；所述变送单元对所述低压直流电源的所提供的电压进行分压得到第一基准电压和第二基准电压，所述第一基准电压加 在所述第一运放单元的同相输入端，所述第二基准电压加在所述第二运放单元的同相输入 端；所述第一运放单元，用于比较所述低压的三相全波整流电压信号与第一基准电压，如所 述低压的三相全波整流电压信号低于第一基准电压则所述第一运放单元输出高电平，反之 所述第一运放单元输出低电平；所述第二运放单元，用于比较第一运放单元的输出电压与 第二基准电压，如第一运放单元的输出电压低于第二基准电压则所述第二运放单元输出高 电平，反之所述第二运放单元输出低电平；所述第一运放单元与第二运放单元作反相比较； 所述低压的三相全波整流电压信号加在所述第一运放单元的反相输入端，所述低压的三相 全波整流电压信号的大小可以调节；所述第一运放单元的输出端连接有高电平检波电路； 所述高电平检波电路输出的检波后电压加到所述第二运放单元的反相输入端，同时对第一 运放单元作正反馈。 所述变送单元设置有第一运放单元和第二运放单元；所述变送单元对所述低压直 流电源的所提供的电压进行分压得到第一基准电压和第二基准电压，所述第一基准电压加 在所述第一运放单元的反相输入端，所述第二基准电压加在所述第二运放单元的反相输入 端；所述第一运放单元，用于比较所述低压的三相全波整流电压信号与第一基准电压，如所 述低压的三相全波整流电压信号低于第一基准电压则所述第一运放单元输出低电平，反之 所述第一运放单元输出高电平；所述第二运放单元，用于比较第一运放单元的输出电压与 第二基准电压，如第一运放单元的输出电压低于第二基准电压则所述第二运放单元输出低 电平，反之所述第二运放单元输出高电平；所述第一运放单元与第二运放单元作同相比较； 所述低压的三相全波整流电压信号加在所述第一运放单元的同相输入端，所述低压的三相 全波整流电压信号的大小可以调节；所述第一运放单元的输出端连接有低电平检波电路； 所述低电平检波电路输出的检波后电压加到所述第二运放单元的同相输入端，同时对第一 运放单元作正反馈。 与现有技术相比本实用新型具有以下明显的优点结构简单可靠，无需另外的独 立电源，就可一般地直接获得一相或几相欠压时的信号。
图1为本实用新型的三相电源欠压信号检测电路结构示意图； 图2为本实用新型的三相桥式整流器的电路结构图； 图3为本实用新型的低压直流电源电路图； 图4为本实用新型一种实施例的变送单元的电路结构图； 图5为本实用新型另一种实施例的变送单元的电路结构图。
图中: 1-三相桥式整流器，2-变送单元，3-低压直流电源。
具体实施方式
以下结合附图说明和低压直流电源具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细 描述。 本实用新型的三相电源欠压信号检测电路结构示意图如图1。变送单元2和低压直流电源3的输入为三相桥式整流器1的正输出端，变送单元2的输出端H+、 H-为变送单 元2中光耦的达林顿管的输出端，在三相电源一相或几相欠压时，达林顿管输出从饱和导 通变为关断、电路简单，隔离性能好。三相桥式整流器1设置有电压输入端，用于分别接受 Ll 、 L2、 L3三相待检测电源电压。 低压直流电源3的输出电压e，简单地用稳压二极管稳压，稳压二极管上并联有一 只小的电解电容。三相桥式整流器l的输出u，经过电阻分压及去除毛剌和箝位后，再经过 一只电阻才加到稳压二极管上。在降压电阻前还特意串进了一只导向二极管，可使u任何 时候都不受滤波电容上电压的影响。变送单元2中有一只作两级比较的低功耗的双运放。 本实用新型获得欠压故障信号的原理相当简单，三相桥式整流器1的输出u，经过电阻分压 及去除毛剌和箝位后形成低压的三相全波整流电压信号if ，其六个谷值与给定值比较并变 送。在三相电源电压正常时，六个谷值都大于给定值，第二级比较的运放驱动光耦的输入， 使得H+、 H-两端饱和导通，如果三相电源存在欠压故障，则至少有两个谷值小于给定值，驱 动光耦的输入电流消失，就使H+、 H-两端一直断开。 相对于不同电压的三相电源，只需考虑三相桥式整流器1的耐压，变送单元2和低 压直流电源3中降压电阻的阻值、功率及耐压，以及变送单元2中光耦输入/输出间的耐 压，其它元件的规格可以不变。 本实用新型的三相桥式整流器1的电路结构图如图2所示，具体地采用桥式整流 电路。 本实用新型的低压直流电源3电路图如图3所示，输出电压e，简单地用稳压二极 管稳压，其上并联有一只小的电解电容。三相桥式整流器l的输出u，经过适当的电阻降压 和电容滤波后，再经过一只电阻才加到稳压二极管上。在降压电阻前还特意串进了一只导 向二极管，可使u任何时候都不受滤波电容上电压的影响。 本实用新型一种实施例的变送单元2的电路结构图如图4所示。如图所示，双运放 的两个运放都作反相比较，从e经电阻R2、R3分压得到的基准电压u10，经电阻R6、R7分压 得到的基准电压u20分别加在两个运放的同相输入端。if加在第一个运放的反相输入端， 该运放的输出接有高电平检波电路，检波后电压u2输入到第二个运放的反相输入端，同时 对第一个运放作正反馈。if的大小可以调节，具体地，由电位器RP滑动触点移动引起的阻 值变化进行调节。 本实用新型另一种实施例的变送单元2的电路结构图如图5所示。如图所示，双 运放的两个运放都作同相比较，ulO和u20分别加在两个运放的反相输入端，if加在第一 个运放的同相输入端，该运放的输出接有低电平检波电路，检波后电压u2输入到第二个运 放的同相输入端，同时对第一个运放作正反馈。if的大小可以调节，同样地，也由电位器RP 滑动触点移动引起的阻值变化进行调节。 上述两种变送单元2实施例，所用检波电路由二极管Dl、电容Cl、和电阻R5接成， 分为高电平检波接法和低电平检波接法。电容C2用来滤除if信号上毛剌，二极管D2起箝 位作用，使得iT只能大于e加一个二极管压降。第二运放经限流电阻R8对光耦E输入的 驱动电路相同，光耦E的原边并联电阻R9，起抗干扰作用，所用E具有达林顿管输出，通电 时，输出与输入电流间的传输比大，按照一般的负载要求，第二运放的输出电流取3mA，而整 个变送单元2所需的电源电流最大为5mA。[0027] 本实用新型形成欠压故障信号时，变送单元2的第一运放中的正反馈设计起到了 很大作用。这种正反馈可延长第一个运放输出新电平的持续时间，从而检波后得到的u20 有连续的电平。正反馈的大小靠改变R4阻值调定。 低压直流电源3输出的电压e选为24V，由于负载电流不大，电源就简单地靠稳压 二极管稳压，稳压二极管上并联小电解电容，可减小电源地交流内阻抗，对供给脉冲电流有 利。 设UH为三相电源的额定相电压，在三相电源相电压都降到0. 65UH时，假定稳压二 极管中流过1. 5mA电流，从而仍能稳压，但这是在负载输出电流为5mA时的情况。低压直流 电源3的输入电流应为1. 5+5 = 6. 5mA。 当三相电源相电压升到最高值1.2UH时，输入电流大约升到1. 2/0. 65*6. 5 =
12mA，稳压二极管的最大功率显然小于24*12 = 288mW，所以稳压二极管的额定功率可取 500mW。 与稳压二极管串联的小电阻的阻值取1KQ，电阻上最大压降为1*12 = 12V，亦即 小电阻前并接的滤波电容上最大电压为12+24 = 36V，故电容的额定电压仍可取50V。至于 电容值则可取47iif，其滤波效果已非�：�。 —相电源严重欠压时即为缺相状态，这时有一相电压降为零，三相电源变为单相 电源。另外两相电压与原来线电压之比从^VT降为1/2。因此本实用新型也能对缺相信号 进行检测。 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限 于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化 或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要 求的保护范围为准。
权利要求一种三相电源欠压信号检测电路，其特征在于包括三相桥式整流器、变送单元及对所述变送单元供电的低压直流电源单元；所述三相桥式整流器、变送单元和低压直流电源的负电平端相互连接；所述三相桥式整流器的正输出端同时与所述变送单元及低压直流电源的输入端相连接；所述三相桥式整流器设置有三相待测电压接入端；所述变送单元设置有光耦，该光耦的达林顿管的输出端用于检测结果的输出，在三相电压均正常时，该达林顿管的输出饱和导通；在三相电压至少一相欠压时，该达林顿管的输出关断。
2. 根据权利要求1所述的三相电源欠压信号检测电路，其特征在于所述变送单元设置有降压单元和滤波单元，所述降压单元分别与所述变送单元的输入端及滤波单元相连接；所述变送单元，用于对所述三相桥式整流器的正输出端发送来的全波整流信号进行电阻分压及去除毛剌和箝位后形成低压的三相全波整流电压信号；所述变送单元还设置有比较单元，用于对所述低压的三相全波整流电压信号的六个谷值与给定值比较，若六个谷值都大于给定值，则控制所述达林顿管的输出饱和导通；否则，控制所述达林顿管的输出关断。
3. 根据权利要求2所述的三相电源欠压信号检测电路，其特征在于所述低压直流电源单元设置有一导向二极管，用于使所述变送单元的输入端的电压不受所述滤波单元的电压的影响。
4.根据权利要求3所述的三相电源欠压信号检测电路，其特征在于所述低压直流电源单元设置有一并联有一电解电容的稳压二极管，用于产生低压直流电源。
5. 根据权利要求2至4中任一项所述的三相电源欠压信号检测电路，其特征在于所述变送单元设置有第一运放单元和第二运放单元；所述变送单元对所述低压直流电源的所提供的电压进行分压得到第一基准电压和第二基准电压，所述第一基准电压加在所述第一运放单元的同相输入端，所述第二基准电压加在所述第二运放单元的同相输入端；所述第一运放单元，用于比较所述低压的三相全波整流电压信号与第一基准电压，如所述低压的三相全波整流电压信号低于第一基准电压则所述第一运放单元输出高电平，反之所述第一运放单元输出低电平；所述第二运放单元，用于比较第一运放单元的输出电压与第二基准电压，如第一运放单元的输出电压低于第二基准电压则所述第二运放单元输出高电平，反之所述第二运放单元输出低电平；所述第一运放单元与第二运放单元作反相比较；所述低压的三相全波整流电压信号加在所述第一运放单元的反相输入端，所述低压的三相全波整流电压信号的大小可以调节；所述第一运放单元的输出端连接有高电平检波电路；所述高电平检波电路输出的检波后电压加到所述第二运放单元的反相输入端，同时对第一运放单元作正反馈。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的三相电源欠压信号检测电路，其特征在于所述变送单元设置有第一运放单元和第二运放单元；所述变送单元对所述低压直流电源的所提供的电压进行分压得到第一基准电压和第二基准电压，所述第一基准电压加在所述第一运放单元的反相输入端，所述第二基准电压加在所述第二运放单元的反相输入端；所述第一运放单元，用于比较所述低压的三相全波整流电压信号与第一基准电压，如所述低压的三相全波整流电压信号低于第一基准电压则所述第一运放单元输出低电平，反之所述第一运放单元输出高电平；所述第二运放单元，用于比较第一运放单元的输出电压与第二基准电压，如第一运放单元的输出电压低于第二基准电压则所述第二运放单元输出低电平，反之所述第二运放单元输出高电平；所述第一运放单元与第二运放单元作同相比较；所述低压的三相全波整流电压信号加在所述第一运放单元的同相输入端，所述低压的三相全波整流电压信号的大小可以调节；所述第一运放单元的输出端连接有低电平检波电路；所述低电平检波电路输出的检波后电压加到所述第二运放单元的同相输入端，同时对第一运放单元作正反馈。
专利摘要本实用新型提出一种三相电源欠压信号检测电路，包括三相桥式整流器、变送单元及对所述变送单元供电的低压直流电源单元；所述三相桥式整流器、变送单元和低压直流电源的负电平端相互连接；所述三相桥式整流器的正输出端同时与所述变送单元及低压直流电源的输入端相连接；所述三相桥式整流器设置有三相待测电压接入端；所述变送单元设置有光耦，该光耦的达林顿管的输出端用于检测结果的输出，在三相电压均正常时，该达林顿管的输出饱和导通；在三相电压至少一相欠压时，该达林顿管的输出关断。本实用新型结构简单可靠，无需另外的独立电源，就可一般地直接获得一相或几相欠压时的信号。
文档编号G01R19/165GK201522521SQ200920314899
公开日2010年7月7日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者周海亮, 裘锦灼 申请人:北京中纺锐力机电有限公司
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