本發(fā)明涉及檢測(cè)電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三相電缺相檢測(cè)電路。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)中，三相交流電已成為主要的電源為越來(lái)越多的設(shè)備供電。當(dāng)三相交流電發(fā)生缺相故障時(shí)，如果不能及時(shí)檢測(cè)出來(lái)并進(jìn)行維護(hù)，缺相的三相交流電會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種能快速檢測(cè)出三相交流電是否缺相的三相電缺相檢測(cè)電路。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種三相電缺相檢測(cè)電路，所述三相電缺相檢測(cè)電路，包括整流模塊、比較模塊及輸出模塊，所述整流模塊通過(guò)所述比較模塊與所述輸出模塊相連，所述整流模塊包括第一至第三光耦單元及第一至第三二極管，所述第一光耦單元的第一輸入端接收第一相交流電，并與所述第一二極管的陰極相連，所述第一光耦單元的第二輸入端與所述第一二極管的陽(yáng)極相連，所述第二光耦單元的第一輸入端接收第二相交流電，并與所述第二二極管的陰極相連，所述第二光耦單元的第二輸入端與所述第二二極管的陽(yáng)極相連，所述第三光耦單元的第一輸入端接收第三相交流電，并與所述第三二極管的陰極相連，所述第三光耦單元的第二輸入端與所述第三二極管的陽(yáng)極相連，所述第一至第三二極管的陽(yáng)極相連，所述第一至第三光耦單元的第一輸出端與所述比較模塊相連，所述第一至第三光耦單元的第二輸出端接地，當(dāng)所述第一至第三光耦單元的第一輸出端均無(wú)輸出時(shí)，所述比較模塊輸出第一比較結(jié)果給所述輸出模塊，所述輸出模塊根據(jù)所述第一比較結(jié)果輸出缺相信號(hào)。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)所述整流模塊對(duì)三相交流電進(jìn)行整流，并通過(guò)所述比較模塊在所述整流模塊無(wú)輸出時(shí)輸出第一比較結(jié)果，且通過(guò)所述輸出模塊根據(jù)所述第一比較結(jié)果輸出缺相信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了快速檢測(cè)三相交流電是否缺相的功能。本發(fā)明還利用所述第一至第三光耦單元的電氣隔離功能提高了電路中信號(hào)的穩(wěn)定性、抗干擾能力及精確度。另外，本發(fā)明采用純硬件的檢測(cè)方式，電路簡(jiǎn)單、成本低、響應(yīng)迅速，可簡(jiǎn)單、快速的檢測(cè)出電源缺相故障，從而避免了因缺相導(dǎo)致的用電設(shè)備的損壞。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本發(fā)明實(shí)施方式提供的三相電缺相檢測(cè)電路的原理框圖。

圖2為圖1中整流模塊12的電路圖。

圖3為圖1中比較模塊16的電路圖。

圖4為圖1中輸出模塊18的電路圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施方式提供的三相交流電的波形圖。

【具體實(shí)施方式】

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施方式中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施方式僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施方式，而不是全部的實(shí)施方式?；诒景l(fā)明中的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為與另一個(gè)元件“相連”時(shí)，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施方式提供的三相電缺相檢測(cè)電路10的原理框圖。所述三相電缺相檢測(cè)電路10包括整流模塊12、比較模塊16及輸出模塊18。所述整流模塊12通過(guò)所述比較模塊16與所述輸出模塊18相連。所述整流模塊12用于對(duì)三相交流電進(jìn)行整流，并將整流結(jié)果輸出給所述比較模塊16。所述比較模塊16將所述整流結(jié)果與參考信號(hào)進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸出給所述輸出模塊18。所述輸出模塊18根據(jù)接收到的比較結(jié)果輸出相應(yīng)的偵測(cè)結(jié)果，所述偵測(cè)結(jié)果包括缺相信號(hào)及不缺相信號(hào)。

請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施方式提供的整流模塊12的電路圖。所述整流模塊12包括第一光耦單元122、第二光耦單元126、第三光耦單元128及第一至第三二極管D1-D3。所述第一光耦單元122的第一輸入端接收第一相交流電A，并與所述第一二極管D1的陰極相連。所述第一光耦單元122的第二輸入端與所述第一二極管D1的陽(yáng)極相連。所述第二光耦單元126的第一輸入端接收第二相交流電B，并與所述第二二極管D2的陰極相連。所述第二光耦單元126的第二輸入端與所述第二二極管D2的陽(yáng)極相連。所述第三光耦單元128的第一輸入端接收第三相交流電C，并與所述第三二極管D3的陰極相連。所述第三光耦單元128的第二輸入端與所述第三二極管D3的陽(yáng)極相連。所述第一至第三二極管D1-D3的陽(yáng)極相連。所述第一光耦單元122的第一輸出端O1、所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3均與所述比較模塊16相連。所述第一光耦單元122、所述第二光耦單元126及所述第三光耦單元128的第二輸出端均接地。

所述第一光耦單元122包括第一發(fā)光元件LED1及第一受光元件Q1，所述第二光耦單元126包括第二發(fā)光元件LED2及第二受光元件Q2，所述第三光耦單元128包括第三發(fā)光元件LED3及第三受光元件Q3。所述第一發(fā)光元件LED1的第一端作為所述第一光耦單元122的第一輸入端，所述第一發(fā)光元件LED1的第二端作為所述第一光耦單元122的第二輸入端，所述第一受光元件Q1的第一端作為所述第一光耦單元122的第一輸出端O1，所述第一受光元件Q1的第二端作為所述第一光耦單元122的第二輸出端。所述第二發(fā)光元件LED2的第一端作為所述第二光耦單元126的第一輸入端，所述第二發(fā)光元件LED2的第二端作為所述第二光耦單元126的第二輸入端，所述第二受光元件Q2的第一端作為所述第二光耦單元126的第一輸出端O2，所述第二受光元件Q2的第二端作為所述第二光耦單元126的第二輸出端。所述第三發(fā)光元件LED3的第一端作為所述第三光耦單元128的第一輸入端，所述第三發(fā)光元件LED3的第二端作為所述第三光耦單元128的第二輸入端，所述第三受光元件Q3的第一端作為所述第三光耦單元128的第一輸出端O3，所述第三受光元件Q3的第二端作為所述第三光耦單元128的第二輸出端。

在本實(shí)施方式中，所述第一至第三發(fā)光元件LED1-LED3均為發(fā)光二極管，所述第一至第三發(fā)光元件LED1-LED3的第一端及第二端分別對(duì)應(yīng)于所述發(fā)光二極管的陽(yáng)極及陰極。所述第一至第三受光元件Q1-Q3均為光敏三極管，所述第一至第三受光元件Q1-Q3的第一端及第二端分別對(duì)應(yīng)于所述光敏三極管的集電極及發(fā)射極。

所述整流模塊12還包括第一至第三電阻R1-R3。所述第一光耦單元122的第一輸入端通過(guò)所述第一電阻R1接收所述第一相交流電A，所述第二光耦單元126的第一輸入端通過(guò)所述第二電阻R2接收所述第二相交流電B，所述第三光耦單元128的第一輸入端通過(guò)所述第三電阻R3接收所述第三相交流電C。

請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施方式提供的比較模塊16的電路圖。所述比較模塊16包括比較單元162及開關(guān)單元166。所述比較單元162與所述第一光耦單元122的第一輸出端O1、所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3相連，并通過(guò)所述開關(guān)單元166與所述輸出模塊18相連。當(dāng)所述第一光耦單元122的第一輸出端O1、所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3均無(wú)輸出時(shí)，所述比較單元162輸出所述第一比較結(jié)果，并將所述第一比較結(jié)果通過(guò)所述開關(guān)單元166給所述輸出模塊18，所述輸出模塊18根據(jù)所述第一比較結(jié)果輸出所述缺相信號(hào)。當(dāng)所述第一光耦單元122的第一輸出端O1、所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3輸出整流信號(hào)時(shí)，所述比較單元162輸出第二比較結(jié)果，并將所述第二比結(jié)果通過(guò)所述開關(guān)單元166輸出給所述輸出模塊18，所述輸出模塊18根據(jù)所述第二比較結(jié)果輸出不缺相信號(hào)。

所述比較單元162包括第一至第三比較器U1-U3及第四至第九電阻R9。所述第一比較器U1的同相輸入端與所述第一光耦單元122的第一輸出端O1相連，并通過(guò)所述第四電阻R4與第一電源V1相連。所述第一比較器U1的反相輸入端通過(guò)所述第五電阻R5與所述第一電源V1相連，并通過(guò)所述第六電阻R6接地。所述第一比較器U1的輸出端與所述開關(guān)單元166相連，并通過(guò)所述第七電阻R7與所述第一電源V1相連。所述第二比較器U2的同相輸入端與所述第二光耦單元126的第一輸出端O2相連，并通過(guò)所述第八電阻R8與第一電源V1相連。所述第二比較器U2的反相輸入端與所述第一比較器U1的反相輸入端相連。所述第二比較器U2的輸出端與所述第一比較器U1的輸出端相連。所述第三比較器U3的同相輸入端與所述第三光耦單元128的第一輸出端O3相連，并通過(guò)所述第九電阻R9與第一電源V1相連。所述第三比較器U3的反相輸入端與所述第一比較器U1的反相輸入端相連。所述第三比較器U3的輸出端與所述第一比較器U1的輸出端相連。所述第五電阻R5與所述第六電阻R6之間的節(jié)點(diǎn)O5輸出所述參考信號(hào)給所述第一至第三比較器U1-U3的反相輸入端。

所述開關(guān)單元166包括第一電子開關(guān)T1、第二電子開關(guān)T2、第一二極管D1及第十至第十二電阻R10-R12。所述第一電子開關(guān)T1的第一端與所述第一至第三比較器U1-U3的輸出端相連，所述第一電子開關(guān)T1的第二端通過(guò)所述第十電阻R10與所述第二電子開關(guān)T2的第一端相連，所述第一電子開關(guān)T1的第三端接地。所述第二電子開關(guān)T2的第二端作為所述開關(guān)單元166的輸出端O4與所述輸出模塊18相連，并通過(guò)所述第十一電阻R11接地。所述第二電子開關(guān)T2的第三端通過(guò)所述第十二電阻R12與所述第一電源V1相連。所述第一二極管D1的陽(yáng)極與所述第一電源V1相連，所述第一二極管D1的陰極與所述第二電子開關(guān)T2的第一端相連。

在本實(shí)施方式中，所述第一電子開關(guān)T1為NPN型三極管，所述第一電子開關(guān)T1的第一端、第二端及第三端分別對(duì)應(yīng)于NPN型三極管的基極、集電極及發(fā)射極。所述第二電子開關(guān)T2為PNP型三極管，所述第二電子開關(guān)T2的第一端、第二端及第三端分別對(duì)應(yīng)于PNP型三極管的基極、集電極及發(fā)射極。在其它實(shí)施方式中，所述第一電子開關(guān)T1可為具有類似功能的其它開關(guān)，如NMOS場(chǎng)效應(yīng)管及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)等。所述第二電子開關(guān)T2可為具有類似功能的其它開關(guān)，如PMOS場(chǎng)效應(yīng)管及IGBT等。

所述開關(guān)單元166還包括第二二極管D2及第三二極管D3。所述第二二極管D2的陽(yáng)極與所述第一電源V1相連，所述第二二極管D2的陰極與所述第一二極管D1的陽(yáng)極相連。所述第三二極管D3的陽(yáng)極與所述第二電子開關(guān)T2的第二端相連，所述第三二極管D3的陰極與所述第一電源V1相連。

請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施方式提供的輸出模塊18的電路圖。所述輸出模塊18包括第四比較器U4、第四光耦單元182、第十三電阻R13及第十四電阻R14。所述第四光耦單元182包括第四發(fā)光元件LED4及第四受光元件Q4。所述第四比較器U4的同相輸入端與所述第一比較器U1的反相輸入端相連，所述第四比較器U4的反相輸入端與所述第二電子開關(guān)T2的第二端相連，所述第四比較器U4的輸出端與所述第四發(fā)光元件LED4的第一端相連，并通過(guò)所述第十三電阻R13與所述第一電源V1相連。所述第四發(fā)光元件LED4的第二端通過(guò)所述第十四電阻R14與所述第一電源V1相連。所述第四受光元件Q4的第一端與第二電源V2相連，所述第四受光元件Q4的第二端輸出偵測(cè)結(jié)果D，所述偵測(cè)結(jié)果D包括缺相信號(hào)及不缺相信號(hào)。

在本實(shí)施方式中，所述第四發(fā)光元件LED4為發(fā)光二極管，所述第四發(fā)光元件LED4的第一端及第二端對(duì)應(yīng)于所述發(fā)光二極管的陰極及陽(yáng)極。所述第四受光元件Q4為光敏三極管，所述第四受光元件Q4的第一端及第二端分別對(duì)應(yīng)于所述光敏三極管的集電極及發(fā)射極。

在本實(shí)施方式中，所述比較單元162還包括第一電容C1及第二電容C2，所述開關(guān)單元166還包括第三電容C3，所述輸出模塊18還包括第四電容C4。所述第一電源V1通過(guò)所述第一電容C1接地，所述第五電阻R5及所述第六電阻R6之間的節(jié)點(diǎn)O5通過(guò)所述第二電容C2接地，所述開關(guān)單元166的輸出端O4通過(guò)所述第三電容C3接地，并通過(guò)所述第四電容C4接地。所述第一至第四電容C1-C4均起到濾波的作用，所述第一電容C1用于濾除所述第一電源V1中的雜訊，所述第二電容C2用于濾除所述參考信號(hào)中的雜訊，所述第三電容C3及所述第四電容C4用于濾除所述開關(guān)單元166的輸出端O4輸出的比較結(jié)果中的雜訊。在其它實(shí)施方式中，所述第一至第四電容C1-C4可以省略。

下面將所述三相電缺相檢測(cè)電路10的工作原理進(jìn)行說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施方式提供的三相電的波形圖。在圖5中，LA代表所述第一相交流電A的波形，LB代表所述第二相交流電B的波形，LC代表所述第三相交流電C的波形，UA代表所述第一相交流電A的電壓，UB代表所述第二相交流電B的電壓，UC代表所述第三相交流電C的電壓，三相交流電的周期T被等分為六個(gè)區(qū)間T1-T6。

當(dāng)三相交流電正常輸出(即不缺相)時(shí)，在區(qū)間T1內(nèi)，UA>UC>UB，所述第一光耦單元122及所述第二二極管D2導(dǎo)通，所述第二光耦單元126、所述第三光耦單元128、所述第一二極管D1及所述第三二極管D3均截止。所述第一光耦單元122的第一輸出端O1輸出整流信號(hào)給所述第一比較器U1的同相輸入端，所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3均無(wú)輸出。所述第一比較器U1的輸出端輸出低電平信號(hào)，所述第二比較器U2及所述第三比較器U3的輸出端均輸出高電平信號(hào)，所述比較單元162輸出的比較結(jié)果為低電平信號(hào)(即第二比較結(jié)果)。所述第一電子開關(guān)T1的第一端接收到所述比較單元162輸出的低電平信號(hào)，所述第一電子開關(guān)T1截止，所述第二電子開關(guān)T2的第一端接收到高電平信號(hào)，所述第二電子開關(guān)T2截止，所述開關(guān)單元166輸出低電平信號(hào)(即第二比較結(jié)果)。所述第四比較器U4的反相輸入端接收到所述開關(guān)單元166輸出的低電平信號(hào)后，所述第四比較器U4的輸出端輸出高電平信號(hào)，所述第四發(fā)光元件LED4不發(fā)光，所述第四受光元件Q4截止，所述第四受光元件Q4的第二端輸出低電平信號(hào)(即不缺相信號(hào))。

所述三相電缺相檢測(cè)電路10在區(qū)間T2-T6內(nèi)的工作過(guò)程與在區(qū)間T1內(nèi)工作過(guò)程類似，在此不一一贅述。由所述三相電缺相檢測(cè)電路10在區(qū)間T1-T6的工作過(guò)程可知，當(dāng)三相交流電正常輸出時(shí)，所述第一光耦單元122的第一輸出端O1、所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3輪流輸出整流信號(hào)，所述比較單元162輸出的低電平信號(hào)(即第二比較結(jié)果)，并將所述低電平信號(hào)通過(guò)所述開關(guān)單元166輸出給所述輸出模塊18，所述輸出模塊18接收到所述低電平信號(hào)后輸出低電平信號(hào)(即不缺相信號(hào))。

當(dāng)三相交流電缺一相，例如缺第三相交流電C時(shí)，若UA＝UB(即UAB＝0)，則所述第一光耦單元122的第一輸出端O1、所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3均無(wú)輸出。當(dāng)三相交流電缺兩相時(shí)，所述第一光耦單元122的第一輸出端O1、所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3均無(wú)輸出。即，只要三相交流電出現(xiàn)缺相的狀況，所述整流模塊12就會(huì)出現(xiàn)所述第一光耦單元122的第一輸出端O1、所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3均無(wú)輸出的情況。

當(dāng)所述第一光耦單元122的第一輸出端O1、所述第二光耦單元126的第一輸出端O2及所述第三光耦單元128的第一輸出端O3均無(wú)輸出時(shí)，所述第一至第三比較器U1-U3的輸出端均輸出高電平信號(hào)，所述比較單元162輸出高電平信號(hào)(即第一比較結(jié)果)。當(dāng)所述第一電子開關(guān)T1的第一端接收到高電平信號(hào)時(shí)，所述第一電子開關(guān)T1導(dǎo)通，所述第二電子開關(guān)T2的第二端接收到低電平信號(hào)，所述第二電子開關(guān)T2導(dǎo)通，所述開關(guān)單元166輸出高電平信號(hào)。所述第四比較器U4的反相輸入端接收到所述開關(guān)單元166輸出的高電平信號(hào)后，所述第四比較器U4的輸出端輸出低電平信號(hào)，所述第四發(fā)光元件LED4發(fā)光，所述第四受光元件Q4導(dǎo)通，所述第四受光元件Q4的第二端輸出高電平信號(hào)(即缺相信號(hào))。

在本實(shí)施方式中，所述第一比較結(jié)果為高電平信號(hào)，所述第二比較結(jié)果為低電平信號(hào)，所述缺相信號(hào)為高電平信號(hào)，所述不缺相信號(hào)為低電平信號(hào)。在其它實(shí)施方式中，所述第一比較結(jié)果、所述第二比較結(jié)果、所述缺相信號(hào)及所述不缺相信號(hào)的電位可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。

本發(fā)明通過(guò)所述整流模塊12對(duì)三相交流電進(jìn)行整流，并通過(guò)所述比較模塊16在所述整流模塊12無(wú)輸出時(shí)輸出第一比較結(jié)果，在所述整流模塊12輸出整流信號(hào)時(shí)輸出第二比較結(jié)果，且通過(guò)所述輸出模塊18根據(jù)所述第一及第二比較結(jié)果輸出缺相信號(hào)及不缺相信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)了快速檢測(cè)三相交流電是否缺相的功能。本發(fā)明還利用所述第一光耦單元122、所述第二光耦單元126、所述第三光耦單元128及所述第四光耦單元182的電氣隔離的功能提高了所述三相電缺相檢測(cè)電路10中信號(hào)的穩(wěn)定性、抗干擾能力及精確度。另外，本發(fā)明采用純硬件的檢測(cè)方式，電路簡(jiǎn)單、成本低、響應(yīng)迅速，可簡(jiǎn)單、快速的檢測(cè)出電源缺相故障，從而避免了因缺相導(dǎo)致的用電設(shè)備的損壞。

本發(fā)明并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí)施方式中所描述，因此對(duì)于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。