一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域，特別是一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]三相UPS的輸入一般是三相五線制，即交流電網(wǎng)的U相線、V相線、W相線、零線和地線，如圖1所示，UPS的輸入零線與電網(wǎng)零線連接在一起，UPS的輸入地線與UPS機(jī)殼及電網(wǎng)地線連接在一起。電網(wǎng)地線是絕對(duì)的O電勢(shì)參考點(diǎn)。理想情況下，UPS的零線和地線是等電勢(shì)的，零地電壓Un為0，但因?yàn)榇嬖诹憔€電纜阻抗、接地阻抗、UPS帶不平衡負(fù)載等情況，實(shí)際上UPS的零地電壓不為0，而是一個(gè)小值。當(dāng)UPS的輸入零線缺失時(shí)，UPS零地電壓就會(huì)變成一個(gè)較大的差值，該值可能為正值也可能為負(fù)值。在零線缺失時(shí)，需及時(shí)檢測(cè)出來，以保證UPS能正常工作。
[0003]目前三相UPS輸入零線缺失的檢測(cè)方法一般是通過在三相UPS內(nèi)部的零線電纜上加裝一個(gè)電流互感器來檢測(cè)零線電流大小來判斷，但此方法因需要一個(gè)額外的電流互感器，成本高。此外，也有通過軟件的方法檢測(cè)輸入三相市電的電壓值并通過一些軟件算法來判斷，但此方法需要較復(fù)雜的軟件算法并消耗較多的CPU內(nèi)部資源，在CPU資源緊張的情況下不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路，用以解決采用電流互感器檢測(cè)零線缺失時(shí)成本高的不足或利用軟件算法時(shí)需要消耗較多CPU內(nèi)部資源的不足。
[0005]本實(shí)用新型采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路，包括一零地電壓采樣電路以及與其相連的一故障信號(hào)隔離傳輸電路；所述零地電壓采樣電路包括一第一電阻R1、一第二電阻R2、一第三電阻R3、一第四電阻R4以及一運(yùn)算放大器；所述故障信號(hào)隔離傳輸電路包括一第五電阻R5、一第一光電親合器、一第六電阻R6以及一第二光電親合器。
[0006]進(jìn)一步地，所述零地電壓采樣電路中所述運(yùn)算放大器的反相輸入端經(jīng)所述第一電阻Rl接大地取樣點(diǎn)，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端經(jīng)所述第二電阻R2連接至一 UPS輸入零線取樣點(diǎn)；所述運(yùn)算放大器的反相輸入端還連接所述第三電阻R3的一端，所述第三電阻R3的另一端連接至所述運(yùn)算放大器的輸出端；所述運(yùn)算放大器的同相輸入端還連接所述第四電阻R4的一端，所述第四電阻R4的另一端接運(yùn)算放大器供電電源參考地。
[0007]進(jìn)一步地，所述故障信號(hào)隔離傳輸電路中所述第一光電耦合器的原邊為一第一發(fā)光二極管，所述第二光電親合器的原邊為一第二發(fā)光二極管；所述第五電阻R5的一端與所述運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述第五電阻R5的另一端與所述第一發(fā)光二極管的負(fù)極以及所述第二發(fā)光二極管的正極相連；所述第一發(fā)光二極管的正極與所述第二發(fā)光二極管的負(fù)極均接運(yùn)算放大器供電電源參考地。
[0008]進(jìn)一步地，所述故障信號(hào)隔離傳輸電路中所述第一光電親合器的副邊為一第一光敏三極管，所述第二光電耦合器的副邊為一第二光敏三極管；所述第一光敏三極管的集電極與所述第二光敏三極管的集電極均連接至所述第六電阻R6的一端，所述第六電阻R6的另一端連接至一隔離電源；所述第一光敏三極管的發(fā)射極與所述第二光敏三極管的發(fā)射極均接隔離電源參考地；所述第六電阻R6的一端可作為所述零線缺失故障信號(hào)隔離傳輸電路的輸出端，用以輸出一故障信號(hào)。
[0009]較佳的，所述第一電阻Rl與所述第二電阻R2的阻值相同；所述第三電阻R3與所述第四電阻R4的阻值相同。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型在三相UPS零線缺失時(shí)，能及時(shí)檢測(cè)出故障并采取相應(yīng)措施，以防止UPS無法正常工作的嚴(yán)重后果，且與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0011]1、克服了采用電流互感器檢測(cè)零線缺失時(shí)器件成本高的不足；
[0012]2、克服了采用軟件算法時(shí)軟件算法復(fù)雜且需要消耗較多CPU內(nèi)部資源的不足。
【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中三相UPS輸入示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0016]本實(shí)施例提供一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路，如圖1所示，包括一零地電壓采樣電路以及與其相連的一故障信號(hào)隔離傳輸電路；所述零地電壓采樣電路包括一第一電阻R1、一第二電阻R2、一第三電阻R3、一第四電阻R4以及一運(yùn)算放大器ICl ;所述故障信號(hào)隔離傳輸電路包括一第五電阻R5、一第一光電親合器IC2、一第六電阻R6以及一第二光電親合器IC3。
[0017]在本實(shí)施例中，所述零地電壓采樣電路中所述運(yùn)算放大器的反相輸入端經(jīng)所述第一電阻Rl接大地取樣點(diǎn)，所述運(yùn)算放大器ICl的同相輸入端經(jīng)所述第二電阻R2連接至一UPS輸入零線取樣點(diǎn)；所述運(yùn)算放大器ICl的反相輸入端還連接所述第三電阻R3的一端，所述第三電阻R3的另一端連接至所述運(yùn)算放大器ICl的輸出端；所述運(yùn)算放大器ICl的同相輸入端還連接所述第四電阻R4的一端，所述第四電阻R4的另一端接運(yùn)算放大器供電電源參考地。
[0018]在本實(shí)施例中，所述故障信號(hào)隔離傳輸電路中所述第一光電耦合器IC2的原邊為一第一發(fā)光二極管，所述第二光電親合器IC3的原邊為一第二發(fā)光二極管；所述第五電阻R5的一端與所述運(yùn)算放大器ICl的輸出端相連，所述第五電阻R5的另一端與所述第一發(fā)光二極管的負(fù)極以及所述第二發(fā)光二極管的正極相連；所述第一發(fā)光二極管的正極與所述第二發(fā)光二極管的負(fù)極均接運(yùn)算放大器供電電源參考地。
[0019]在本實(shí)施例中，所述故障信號(hào)隔離傳輸電路中所述第一光電親合器IC2的副邊為一第一光敏三極管，所述第二光電耦合器IC3的副邊為一第二光敏三極管；所述第一光敏三極管的集電極與所述第二光敏三極管的集電極均連接至所述第六電阻R6的一端，所述第六電阻R6的另一端連接至一隔離電源；所述第一光敏三極管的發(fā)射極與所述第二光敏三極管的發(fā)射極均接隔離電源參考地；所述第六電阻R6的一端可作為所述零線缺失故障信號(hào)隔離傳輸電路的輸出端，用以輸出一故障信號(hào)Fault。
[0020]在本實(shí)施例中，較佳的，所述第一電阻Rl與所述第二電阻R2的阻值相同；所述第三電阻R3與所述第四電阻R4的阻值相同。
[0021]在本實(shí)施例中，所述電路的工作原理如下:所述運(yùn)算放大器ICl的一端通過第二電阻R2連接到UPS輸入零線取樣點(diǎn)，運(yùn)算放大器ICl的另一端通過第一電阻Rl連接到大地取樣點(diǎn)，第三電阻R3與第四電阻R4可設(shè)置零地電壓的衰減系數(shù)。當(dāng)電阻R1=R2，R3=R4時(shí)，運(yùn)算放大器ICl的輸出電壓Vout= (Un-UGND) XR3/R1。第五電阻R5與光電耦合器IC2、IC3的原邊組成閾值電壓檢測(cè)電路，其中第五電阻R5用于設(shè)置光電耦合器的導(dǎo)通電流。光電耦合器IC2、IC3副邊與第六電阻R6組成故障信號(hào)隔離傳輸電路，第六電阻R6起電平上拉作用。取零地電壓閾值為|K|。當(dāng)Un>|K|或Un〈-|K|時(shí)，光電耦合器IC3或光電耦合器IC2的原邊電流I= (Vout-Vop)/R5,Vop為光電耦合器的原邊發(fā)光二極管的導(dǎo)通壓降，設(shè)置第五電阻R5的值，使原邊電流足以光電耦合器IC3或光電耦合器IC2有效導(dǎo)通，故障信號(hào)Fault變?yōu)榈碗娖健．?dāng)零地電壓處于正常范圍內(nèi)，即-|K| <Un〈 |K|時(shí)，使第五電阻R5的阻值不足以光電耦合器IC2或光電耦合器IC3有效導(dǎo)通，此時(shí)故障信號(hào)Fault為高電平。UPS可通過檢測(cè)Fault信號(hào)判斷輸入零線是否缺失，以作出相應(yīng)措施，防止UPS故障保護(hù)。
[0022]以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路，其特征在于:包括一零地電壓采樣電路以及與其相連的一故障信號(hào)隔離傳輸電路；所述零地電壓采樣電路包括一第一電阻R1、一第二電阻R2、一第三電阻R3、一第四電阻R4以及一運(yùn)算放大器；所述故障信號(hào)隔離傳輸電路包括一第五電阻R5、一第一光電親合器、一第六電阻R6以及一第二光電親合器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路，其特征在于:所述零地電壓采樣電路中所述運(yùn)算放大器的反相輸入端經(jīng)所述第一電阻Rl接大地取樣點(diǎn)，所述運(yùn)算放大器的同相輸入端經(jīng)所述第二電阻R2連接至一 UPS輸入零線取樣點(diǎn)；所述運(yùn)算放大器的反相輸入端還連接所述第三電阻R3的一端，所述第三電阻R3的另一端連接至所述運(yùn)算放大器的輸出端；所述運(yùn)算放大器的同相輸入端還連接所述第四電阻R4的一端，所述第四電阻R4的另一端接運(yùn)算放大器供電電源參考地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路，其特征在于:所述故障信號(hào)隔離傳輸電路中所述第一光電耦合器的原邊為一第一發(fā)光二極管，所述第二光電親合器的原邊為一第二發(fā)光二極管；所述第五電阻R5的一端與所述運(yùn)算放大器的輸出端相連，所述第五電阻R5的另一端與所述第一發(fā)光二極管的負(fù)極以及所述第二發(fā)光二極管的正極相連；所述第一發(fā)光二極管的正極與所述第二發(fā)光二極管的負(fù)極均接運(yùn)算放大器供電電源參考地。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路，其特征在于:所述故障信號(hào)隔離傳輸電路中所述第一光電耦合器的副邊為一第一光敏三極管，所述第二光電耦合器的副邊為一第二光敏三極管；所述第一光敏三極管的集電極與所述第二光敏三極管的集電極均連接至所述第六電阻R6的一端，所述第六電阻R6的另一端連接至一隔離電源；所述第一光敏三極管的發(fā)射極與所述第二光敏三極管的發(fā)射極均接隔離電源參考地；所述第六電阻R6的一端可作為所述零線缺失故障信號(hào)隔離傳輸電路的輸出端，用以輸出一故障信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路，其特征在于:所述第一電阻Rl與所述第二電阻R2的阻值相同；所述第三電阻R3與所述第四電阻R4的阻值相同。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測(cè)電路，包括一零地電壓采樣電路以及與其相連的一故障信號(hào)隔離傳輸電路；所述零地電壓采樣電路包括一第一電阻R1、一第二電阻R2、一第三電阻R3、一第四電阻R4以及一運(yùn)算放大器；所述故障信號(hào)隔離傳輸電路包括一第五電阻R5、一第一光電耦合器、一第六電阻R6以及一第二光電耦合器。本實(shí)用新型能夠解決采用電流互感器檢測(cè)零線缺失時(shí)成本高的不足或利用軟件算法時(shí)需要消耗較多CPU內(nèi)部資源的不足。
【IPC分類】G01R31/42
【公開號(hào)】CN204925363
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520749391
【發(fā)明人】劉藝超, 王志東, 劉浩興
【申請(qǐng)人】廈門科華恒盛股份有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日