三相缺相檢測(cè)電路的原理分析

對(duì)于使用三相交流電的用電設(shè)備，一個(gè)最基本的可靠性保護(hù)功能就是三相輸入缺相檢測(cè)功能，當(dāng)三相輸入中任何一相電壓缺相時(shí)，該電路模塊輸出缺相告警信號(hào)。通過(guò)對(duì)告警信號(hào)的處理，保證了對(duì)用電設(shè)備的安全保護(hù)。

一、工作原理

1、電路原理圖

原理圖如圖1所示：

2、工作原理

其工作原理如下：

當(dāng)三相輸入電壓正常時(shí)，其三相輸入相電壓波形如圖2所示，為便于分析，將一個(gè)電源周期分為6等份，如圖2所示T1、T2、T3、T4、T5、T6。在這六個(gè)區(qū)間，三相電源之間的關(guān)系如表1所示：

在區(qū)間T1內(nèi)，UA》UC》UB ，A相電壓最大，B相電壓最小，因此，在圖1中的

光藕D1和二極管VD5導(dǎo)通，此時(shí)，控制信號(hào)UC為低電平，當(dāng)時(shí)間從T1進(jìn)入T2區(qū)間時(shí)，UA》UB》UC ，A相電壓最大，C相電壓最小，因此，在圖1中的

光藕D1和二極管VD4導(dǎo)通，控制信號(hào)UC為低電平，如此類推，在區(qū)間T3、T4、T5、T6時(shí)，控制信號(hào)UC均為低電平，所以，在一個(gè)電源周期內(nèi)，控制信號(hào)UC為低電平，也就是說(shuō)，當(dāng)三相輸入電壓正常時(shí)（不缺相），控制信號(hào)UC一直為低電平，從而使缺相告警信號(hào)PHFL為低電平，表示輸入正常。

當(dāng)三相輸入電壓缺相時(shí)，其檢測(cè)電路波形圖如圖3所示，

由于缺C相時(shí)，線電壓只有UAB一相，當(dāng)UAB在過(guò)零點(diǎn)附近時(shí)，光藕D1不導(dǎo)通，

其余二個(gè)光藕也不導(dǎo)通，此時(shí)，控制信號(hào)UC為高電平，從而使缺相告警信號(hào)PHFL為高電平，表示輸入缺相，送ECU處理。

3、電路設(shè)計(jì)說(shuō)明

（1） 控制信號(hào)CV的計(jì)算 圖1中，各點(diǎn)電壓說(shuō)明如下：

VA：光藕輸出；VB：電壓比較器LM339第4腳輸入；VC：三極管VT1基極控制信號(hào)；VR：所有比較器的比較電壓基準(zhǔn)。

光藕TLP621GR的電流傳輸比CTR取最小值，即CTRMIN=100%。 電壓基準(zhǔn)VR為：

（2）充放電回路分析計(jì)算

充放電回路由電阻R9、R10、VT2、C10、C11組成。當(dāng)控制信號(hào)CV為高電平時(shí)，三極管VT1、VT2導(dǎo)通，+15V電源通過(guò)電阻R9、R10給電容C10、C11，當(dāng)控制信號(hào)CV為低電平時(shí)，三極管VT1、VT2截止，電容C10、C11通過(guò)電阻R9放電，顯然，BV實(shí)際上為一個(gè)直流電壓迭加一個(gè)脈動(dòng)信號(hào)，只要BV的波不小于10.5V，則電壓比較器LM339的第2腳輸出就一直為低電平，缺相告警信號(hào)PHFL為高電平，表示三相輸入缺相。波形見圖4

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

這次實(shí)驗(yàn)是在ZXD5000 100A（V2.0）開關(guān)整流器上進(jìn)行的，缺相工作和正常工作時(shí)的測(cè)試波形如圖5、圖6所示：

圖5 三相缺C相時(shí)檢測(cè)電路實(shí)測(cè)波形圖

圖6 正常工作時(shí)檢測(cè)電路實(shí)測(cè)波形圖

三、結(jié)論

本電路實(shí)現(xiàn)三相交流輸入電壓缺相檢測(cè)功能，當(dāng)三相輸入中任何一相電壓缺相時(shí)，該電路模塊輸出缺相告警信號(hào)。測(cè)試結(jié)果和理論分析一致。