一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路，A、B兩相的同步脈沖信號(hào)經(jīng)微分電路、半波整流電路、電容充放電控制電路、集成與門(mén)電路、集成電壓比較器形成與C相同步脈沖信號(hào)相與的信號(hào)，按照正相時(shí)相與結(jié)果為有一定脈寬的控制信號(hào)、錯(cuò)相時(shí)相與結(jié)果恒為低電平信號(hào)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)置，由此進(jìn)行相序檢測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)三相電源相序不正確時(shí)將報(bào)警并自動(dòng)斷開(kāi)三相電源。本實(shí)用新型采用價(jià)格低廉、應(yīng)用廣泛的集成電壓比較器和集成門(mén)電路，配以少量分立元器件，可檢測(cè)三相同步信號(hào)脈寬在一定范圍內(nèi)變化情況下的相序是否正確，并實(shí)現(xiàn)錯(cuò)相自動(dòng)報(bào)警與保護(hù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]三相電源相序?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)及錯(cuò)相報(bào)警與保護(hù)是確保光伏并網(wǎng)逆變器等可再生能源并網(wǎng)發(fā)電變流器安全可靠運(yùn)行的重要技術(shù)之一。當(dāng)三相電源相序不正確時(shí)，應(yīng)迅速報(bào)警和自動(dòng)切斷三相電源，以保護(hù)并網(wǎng)逆變器。
[0003]雖然將三相同步檢測(cè)脈沖信號(hào)接至單片機(jī)或DSP的輸入接口，采用軟件算法可以實(shí)現(xiàn)三相電源相序及缺相故障實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但消耗了單片機(jī)或DSP的軟硬件資源，增加了數(shù)字控制器的負(fù)擔(dān)。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用日益廣泛，采用以集成電路為核心的硬件電路對(duì)三相電源相序進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及錯(cuò)相報(bào)警與保護(hù)具有實(shí)際意義。
[0004]三相同步脈沖信號(hào)是進(jìn)行相序監(jiān)測(cè)的依據(jù)，其有多種生成方法，不同生成方法所獲得的同步脈沖信號(hào)的脈寬有所不同，可適應(yīng)同步信號(hào)脈寬在寬范圍內(nèi)變化的相序檢測(cè)電路具有工程實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路。
[0006]實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路，包括由電容Ca、電阻匕構(gòu)成的第一微分電路及由整流二極管DjP電阻R1串聯(lián)構(gòu)成的半波整流電路，所述第一微分電路的輸入端與A相同步脈沖信號(hào)仏相連，所述第一微分電路的輸出端與整流二極管0工的正極相連，所述整流二極管D1的負(fù)極與電阻R1的一端相連，所述電阻辦的另一端與NPN晶體管VT1的基極相連，所述NPN晶體管VT1的集電極、發(fā)射極之間連接有電容C1，所述電容C1與電壓比較器LM393引腳2相連，所述電壓比較器LM393引腳3與電位器Wi連接，所述電壓比較器LM393引腳I與2輸入四與門(mén)芯片74LS08的引腳I相連;還包括由電容Cb、電阻Rb構(gòu)成的第二微分電路，所述第二微分電路的輸入端與B相同步脈沖信號(hào)Ub相連，所述第二微分電路的輸出端與整流二極管D2的正極相連，所述整流二極管D2的負(fù)極與芯片74LS08的引腳2連接，所述芯片74LS08的引腳3與電阻R3的一端相連，所述電阻R3的另一端與NPN晶體管VT2的基極相連，所述NPN晶體管VT2的集電極、發(fā)射極之間連接有電容C2，所述電容C2與電壓比較器LM393引腳6相連，所述電壓比較器LM393引腳5與電位器W2相連，所述電壓比較器LM393引腳7與所述芯片74LS08的引腳10相連;所述芯片74LS08的引腳9與C相同步脈沖信號(hào)Uc連接，所述芯片74LS08的引腳8與電阻R5的一端相連，所述電阻R5的另一端與NPN晶體管VT4的基極相連，所述NPN晶體管VT4的基極、發(fā)射極之間連接有電容C3，所述NPN晶體管VT4的集電極與繼電器J線(xiàn)圈的一端相連，所述繼電器J線(xiàn)圈的另一端與電源Vj相連，所述芯片74LS08的引腳8與芯片74LS08的引腳12、引腳13相連，所述芯片74LS08的引腳11與電阻R6及電阻R7的一端相連，所述電阻R7的另一端與發(fā)光二極管VD1的正極相連，所述電阻R6的另一端與NPN晶體管VT3的基極相連，所述NPN晶體管VT3的基極、發(fā)射極之間連接有電容C4，所述NPN晶體管VT3的集電極與芯片74LS08的引腳4及引腳5相連，所述芯片74LS08的引腳6與電阻R8的一端相連，所述電阻R8的另一端接發(fā)光二極管VD2的正極相連。
[0007]在上述方案中，所述電容ca、電容Cb的電容值均為0.0OlyF，所述電阻1^、電阻Rb的電阻值均為l〇〇k Q，所述電容心、電容C2的電容值均為0.lyF，所述電阻R2、電阻R4的電阻值均為200k Q，所述電阻抱、電阻R6的電阻值均為5.6k Q，所述電容C3、電容C4的電容值均為47 yF〇
[0008]實(shí)施本實(shí)用新型一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路，具有以下有益效果:
[0009]本實(shí)用新型采用價(jià)格低廉、應(yīng)用廣泛的集成電壓比較器和集成門(mén)電路，配以少量分立元器件，可檢測(cè)三相同步信號(hào)脈寬在一定范圍內(nèi)變化情況下的相序是否正確，并實(shí)現(xiàn)錯(cuò)相自動(dòng)報(bào)警與保護(hù)?！靖綀D說(shuō)明】
[0010]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0011]圖1為一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0013]如圖1所示，本實(shí)用新型一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路，包括由電容Ca、電阻Ra 構(gòu)成的第一微分電路及由整流二極管Di和電阻Ri串聯(lián)構(gòu)成的半波整流電路，第一微分電路的輸入端與A相同步脈沖信號(hào)Ua相連，第一微分電路的輸出端與整流二極管Di的正極相連， 整流二極管Di的負(fù)極與電阻h的一端相連，電阻h的另一端與NPN晶體管VTi的基極相連， NPN晶體管VT^集電極、發(fā)射極之間連接有電容Q，電容&與電壓比較器LM393引腳2相連， 電壓比較器LM393引腳3與電位器1連接，電壓比較器LM393引腳1與2輸入四與門(mén)芯片 74LS08的引腳1相連;還包括由電容Cb、電阻Rb構(gòu)成的第二微分電路，第二微分電路的輸入端與B相同步脈沖信號(hào)Ub相連，第二微分電路的輸出端與整流二極管D2的正極相連，整流二極管D2的負(fù)極與芯片74LS08的引腳2連接，芯片74LS08的引腳3與電阻R3的一端相連，電阻R3的另一端與NPN晶體管VT2的基極相連，NPN晶體管VT2的集電極、發(fā)射極之間連接有電容C2，電容C2與電壓比較器LM393引腳6相連，電壓比較器LM393引腳5與電位器W2相連，電壓比較器 LM393引腳7與芯片74LS08的引腳10相連;芯片74LS08的引腳9與C相同步脈沖信號(hào)Uc連接， 芯片74LS08的引腳8與電阻R5的一端相連，電阻R5的另一端與NPN晶體管VT4的基極相連，NPN 晶體管VT4的基極、發(fā)射極之間連接有電容C3，NPN晶體管VT4的集電極與繼電器J線(xiàn)圈的一端相連，繼電器J線(xiàn)圈的另一端與電源Vj相連，芯片74LS08的引腳8與芯片74LS08的引腳12、弓| 腳13相連，芯片74LS08的引腳11與電阻R6及電阻R7的一端相連，電阻R?的另一端與發(fā)光二極管VDi的正極相連，電阻R6的另一端與NPN晶體管VT3的基極相連，NPN晶體管VT3的基極、發(fā)射極之間連接有電容C4，NPN晶體管VT3的集電極與芯片74LS08的引腳4及引腳5相連，芯片 74LS08的引腳6與電阻Rs的一端相連，電阻Rs的另一端接發(fā)光二極管VD2的正極相連。
[0014]其中，電容Ca、電容Cb的電容值均為0.0OlyF，電阻Ra、電阻Rb的電阻值均為100kQ，電容C1、電容C2的電容值均為0.lyF，電阻R2、電阻R4的電阻值均為200kΩ，電阻R5、電阻R6的電阻值均為5.6kΩ，電容C3、電容C4的電容值均為47yF。
[0015]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0016]A相同步脈沖信號(hào)仏經(jīng)第一微分電路和半波整流電路輸出與A相同步脈沖上升沿對(duì)應(yīng)的正向尖脈沖，該正向尖脈沖作為控制電容&充放電的NPN晶體管VT1的基極信號(hào)，因此當(dāng)A相同步脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，NPN晶體管VT1因基極出現(xiàn)正向尖脈沖而導(dǎo)通，電容C1SNPN晶體管VTia速放電，隨后NPN晶體管￥1'1因基極正向尖脈沖消失而截止，電容&開(kāi)始充電，電容Cl的電壓信號(hào)輸送至集成電壓比較器LM393引腳2，集成電壓比較器LM393引腳3接由電位器Wi獲得的參考電壓信號(hào)Vrefi。通過(guò)設(shè)置電阻R2、電容Ci和參考電壓信號(hào)Vrefi的大小，使電容Ci在20/3ms時(shí)間內(nèi)充電電壓小于Vrefi，而在大于20/3ms但小于40/3ms的時(shí)間內(nèi)充電電壓大于Vref1。故若相序正確，在B相同步脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，集成電壓比較器LM393引腳I輸出信號(hào)Ql將為高電平;而若相序不正確，在B相同步脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，Ql為低電平信號(hào)。
[0017]將Ql信號(hào)接至2輸入四與門(mén)芯片74LS08的引腳I，B相同步脈沖信號(hào)Ub經(jīng)第二微分電路和整流二極管D2輸出接至芯片74LS08引腳2，芯片74LS08的引腳3信號(hào)為引腳1、引腳2信號(hào)相與的結(jié)果，若相序正確，芯片74LS08的引腳3將輸出對(duì)應(yīng)B相同步脈沖上升沿的正向尖脈沖，若相序不正確，芯片74LS08的引腳3輸出信號(hào)Q2恒為低電平。將芯片74LS08的引腳3信號(hào)Q2經(jīng)電阻R3輸出作為控制電容&充放電的NPN晶體管VT2的基極信號(hào)，因此若相序正確，當(dāng)B相同步脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，NPN晶體管VT2因基極出現(xiàn)正向尖脈沖而導(dǎo)通，電容C2SNPN晶體管VT2迅速放電，隨后NPN晶體管VT2因基極正向尖脈沖消失而截止，電容&開(kāi)始充電，電容C2的電壓信號(hào)接至集成電壓比較器LM39 3引腳6，集成電壓比較器LM39 3引腳5接由電位器W2獲得的參考電壓信號(hào)VREF2，通過(guò)設(shè)置電阻R2、電容C2及參考電壓信號(hào)VREF2的大小，使電容C2在20/3ms時(shí)間內(nèi)充電電壓小于VREF2，而經(jīng)50/3ms時(shí)間的充電，電容C2充電電壓上升至VREF2。故若相序正確，當(dāng)C相同步脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，集成電壓比較器LM393引腳7輸出信號(hào)Q3將為高電平;而若相序不正確，在C相同步脈沖上升沿到來(lái)時(shí)，Q3恒為低電平信號(hào)。
[0018]將Q3信號(hào)接芯片74LS08的引腳10，(:相同步脈沖信號(hào)1]。接芯片741^08的引腳9，芯片74LS08的引腳8信號(hào)為引腳9、引腳10信號(hào)相與的結(jié)果，若相序正確，當(dāng)C相同步脈沖信號(hào)的脈寬小于或等于180度時(shí)，芯片74LS08的引腳8輸出即為C相同步脈沖信號(hào)，當(dāng)C相同步脈沖信號(hào)的脈寬大于180度時(shí)，芯片74LS08的引腳8輸出信號(hào)脈寬限制為180度;若相序不正確，芯片74LS08的引腳8輸出恒為低電平。芯片74LS08的引腳8輸出信號(hào)經(jīng)電阻抱、電容C3構(gòu)成的低通濾波器輸出作為控制繼電器J線(xiàn)圈通電的NPN晶體管VT4的基極信號(hào)，芯片74LS08的引腳11信號(hào)為引腳12、引腳13信號(hào)相與的結(jié)果，而芯片74LS08的引腳11同時(shí)與電阻R6、電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端接顯示相序正確的發(fā)光二極管VD1的正極，電阻R6的另一端接NPN晶體管VT3的基極，低通濾波電容C4并聯(lián)在NPN晶體管VT3的基極、發(fā)射極兩端，NPN晶體管VT3的集電極同時(shí)與芯片74LS08的引腳4、引腳5相連，芯片74LS08的引腳6信號(hào)為引腳
4、引腳5信號(hào)相與的結(jié)果，片74LS08的引腳6接電阻R8的一端，R8的另一端接顯示相序不正確的發(fā)光二極管VD2的正極。因此，當(dāng)相序正確時(shí)，NPN晶體管VT3、NPN晶體管VT4導(dǎo)通，繼電器J得電工作，繼電器J的常開(kāi)接點(diǎn)閉合，接通三相電源，顯示相序正確的發(fā)光二極管VD1被驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮;若相序不正確，NPN晶體管VT3、NPN晶體管VT4截止，繼電器J斷電，繼電器J的常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)，自動(dòng)切斷三相電源，顯示相序不正確的發(fā)光二極管VD2被驅(qū)動(dòng)發(fā)光報(bào)警。
[0019]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路，其特征在于，包括由電容Ca、電阻Ra構(gòu)成的第一 微分電路及由整流二極管Di和電阻Ri串聯(lián)構(gòu)成的半波整流電路，所述第一微分電路的輸入 端與A相同步脈沖信號(hào)匕相連，所述第一微分電路的輸出端與整流二極管口:的正極相連，所 述整流二極管Di的負(fù)極與電阻h的一端相連，所述電阻h的另一端與NPN晶體管VTi的基極 相連，所述NPN晶體管集電極、發(fā)射極之間連接有電容Q，所述電容Q與電壓比較器 LM393引腳2相連，所述電壓比較器LM393引腳3與電位器1連接，所述電壓比較器LM393引腳 1與2輸入四與門(mén)芯片74LS08的引腳1相連；還包括由電容Cb、電阻Rb構(gòu)成的第二微分電路，所述第二微分電路的輸入端與B相同步 脈沖信號(hào)Ub相連，所述第二微分電路的輸出端與整流二極管出的正極相連，所述整流二極管 D2的負(fù)極與芯片74LS08的引腳2連接，所述芯片74LS08的引腳3與電阻R3的一端相連，所述電 阻R3的另一端與NPN晶體管VT2的基極相連，所述NPN晶體管VT2的集電極、發(fā)射極之間連接有 電容C2,所述電容C2與電壓比較器LM393引腳6相連，所述電壓比較器LM393引腳5與電位器W2 相連，所述電壓比較器LM393引腳7與所述芯片74LS08的引腳10相連；所述芯片74LS08的引腳9與C相同步脈沖信號(hào)Uc連接，所述芯片74LS08的引腳8與電阻R5 的一端相連，所述電阻的另一端與NPN晶體管VT4的基極相連，所述NPN晶體管VT4的基極、 發(fā)射極之間連接有電容C3，所述NPN晶體管VT4的集電極與繼電器J線(xiàn)圈的一端相連，所述繼 電器J線(xiàn)圈的另一端與電源Vj相連，所述芯片74LS08的引腳8與芯片74LS08的引腳12、引腳 13相連，所述芯片74LS08的引腳11與電阻R6及電阻R?的一端相連，所述電阻R?的另一端與發(fā) 光二極管VDi的正極相連，所述電阻R6的另一端與NPN晶體管VT3的基極相連，所述NPN晶體管 VT3的基極、發(fā)射極之間連接有電容C4,所述NPN晶體管VT3的集電極與芯片74LS08的引腳4及 引腳5相連，所述芯片74LS08的引腳6與電阻R8的一端相連，所述電阻R8的另一端接發(fā)光二極 管VD2的正極相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相電源相序檢測(cè)與保護(hù)電路，其特征在于，所述電容Ca、 電容Cb的電容值均為0.00 lyF，所述電阻1^、電阻Rb的電阻值均為100k Q，所述電容&、電容C2 的電容值均為〇.1此，所述電阻1?2、電阻R4的電阻值均為200k Q，所述電阻他、電阻R6的電阻 值均為5.6k Q，所述電容C3、電容C4的電容值均為47yF。
【文檔編號(hào)】G01R29/18GK205594082SQ201620402612
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】王宏華, 王成亮, 許煥清, 戴鋒, 魏旭, 蔣泉, 蔣一泉, 鄧潔清
【申請(qǐng)人】江蘇方天電力技術(shù)有限公司, 河海大學(xué), 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司