本發(fā)明屬于電子檢測電路領域，特別是涉及一種三相交流電源的反相序及缺相檢測。

背景技術(shù)：

1、對于三相交流用電設備而言，正常的供電輸入是用電設備正常實現(xiàn)功能性能的必要條件。當三相交流電源出現(xiàn)相序接反、供電缺相的異常供電情形時，絕大多數(shù)用電設備無法正常工作，如果不能及時進行檢測與保護，嚴重時會導致設備損壞，以至于引發(fā)二次事故。因此，三相交流電源反相序及缺相檢測在產(chǎn)品安全性設計方面尤為關鍵與重要。

2、現(xiàn)有三相交流電源缺相檢測及保護設計主要有以下兩種形式：1)將三相交流電源進行整流處理，然后進行分壓、濾波、比較等處理，例如專利號cn?113884777a公開了一種三相電源的缺相檢測電路和高壓變頻器，包含三相整流單元、差分檢測單元、缺相檢測單元、控制單元等，該形式設計方法及電路原理復雜，降低了系統(tǒng)整體的可靠性；2)對三相交流電源直接通過電阻分壓、光耦隔離等器件進行采樣，然后采取信號處理、比較等措施完成缺相檢測，例如專利號cn?114280386a公開一種三相掉電缺相檢測電路、方法及控制柜，該形式可檢測掉電缺相故障，但檢測因素單一，無法有效識別反相序、供電頻率異常等情況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種三相交流電源反相序及缺相檢測電路，該電路通過對三相交流電源進行移相、比較的方式檢測輸入電壓的異常狀態(tài)。

2、一種三相交流電源反相序及缺相檢測電路技術(shù)方案為：包括差分運算移相電路、比較運算電路、檢波輸出電路；

3、所述差分運算移相電路連接于三相交流電源輸入端，對三相交流電源的每一相采樣濾波移相后，分別取兩相進行差分運算，得到差分電壓ucb和uab，該差分電壓為正弦交流電壓；

4、所述比較運算電路連接于差分運算移相電路的輸出端，將差分電壓ucb和uab進行比較運算，得到比較運算輸出電壓ucb-ab；再與閾值電壓uref相比較，得到電壓uout_1；若三相交流電源不存在反相序、缺相等異常情況，則輸出電壓ucb-ab小于閾值電壓uref，該電壓uout_1為低電平；若三相交流電源存在反相序、缺相異常情況，則輸出電壓ucb-ab大于閾值電壓uref，該電壓uout_1為矩形脈沖電壓；

5、所述檢波輸出電路連接于比較運算電路的輸出端，若三相交流電源不存在反相序、缺相異常情況，電壓uout_1為低電平時，則檢波輸出電壓始終為低電平；當三相交流電源存在反相序、缺相異常情況時，電壓uout_1為矩形波脈沖電壓時，將該電壓進行檢波處理，得到恒定的高電平輸出電壓uout。

6、進一步地，所述差分運算移相電路由采樣濾波單元、運算放大單元及一階低通濾波單元組成；

7、所述采樣濾波單元由電阻r1～r8，電容c1～c5組成，所述電阻r1一端連接至三相電源輸入端c，另一端連接至電阻r4、電容c1、運算放大器u1a同相輸入端的公共端，所述電阻r4的另一端與所述電容c1的另一端連接至偏置電壓2.5v；

8、所述電阻r2一端連接至三相電源輸入端b，另一端連接至電阻r3、電容c2、運算放大器u1a反相輸入端的公共端，所述電阻r3的另一端與所述電容c2的另一端連接至運算放大器u1a的輸出端；

9、所述電阻r5一端連接至三相電源輸入端a，另一端連接至電阻r8、電容c3、運算放大器u1b同相輸入端的公共端，所述電阻r8的另一端與所述電容c3的另一端連接至偏置電壓2.5v；

10、所述電阻r6一端連接至三相電源輸入端b，另一端連接至電阻r7、電容c4、運算放大器u1b反相輸入端的公共端，所述電阻r7的另一端與所述電容c4的另一端連接至運算放大器u1b的輸出端；

11、所述運算放大單元由運算放大器u1a、運算放大器u1b組成；所述運算放大器u1a的同相輸入端與所述電阻r1、電阻r4、電容c1的公共端相連，所述運算放大器u1a的反相輸入端與所述電阻r2、電阻r3、電容c2的公共端相連，所述運算放大器u1a的輸出端連接至一階低通濾波單元輸入端；

12、所述運算放大器u1b的同相輸入端與所述電阻r5、電阻r8、電容c3的公共端相連，所述運算放大器u1b的反相輸入端與所述電阻r6、電阻r7、電容c4的公共端相連，所述運算放大器u1b的輸出端連接至比較運算電路輸入端；

13、所述一階低通濾波單元由電阻r9、電容c5組成，所述電阻r9一端連接至所述運算放大器u1a的輸出端，另一端連接至所述電容c5，并連接至比較運算電路輸入端，所述電容c5另一端連接至地端。

14、進一步地，所述比較運算電路由差分運算單元、比較單元組成；

15、所述差分運算單元由電阻r10～r13、運算放大器u2a組成；所述電阻r10一端連接至所述一階低通濾波單元輸出端，另一端連接至所述電阻r12與運算放大器u2a同相輸入端的公共端，所述電阻r12另一端連接至地端；所述電阻r11一端連接至所述運算放大器u1b的輸出端，另一端連接至所述電阻r13與運算放大器u2a反相輸入端的公共端，所述電阻r13另一端連接至運算放大器u2a輸出端；

16、所述比較單元由運算放大器u2b組成，所述運算放大器u2b同相輸入端連接至所述運算放大器u2a輸出端，反相輸入端連接至閾值電壓uref，輸出端連接至所述檢波輸出電路輸入端。

17、進一步地，所述檢波輸出電路由檢波單元、輸出單元組成；

18、所述檢波單元由二極管vd1、電阻r14、電阻r15、電容c6組成，所述二極管vd1陽極連接至所述運算放大器u2b輸出端，陰極連接至所述電阻r14一端，電阻r14另一端連接至所述電阻r15、電容c16公共端，并連接至所述輸出單元輸入端；所述電阻r15另一端與所述電容c16另一端共同連接至地端；

19、所述輸出單元由運算放大器u3a、電阻r16組成；所述運算放大器u3a同相輸入端連接至所述檢波單元輸出端及所述電阻r16一端，反相輸入端連接至電壓閾值2.5v，輸出端連接至所述電阻r16另一端，并作為電路輸出電壓。

20、相較于現(xiàn)有三相交流電源反相序及缺相檢測電路，本發(fā)明包括有益效果如下：

21、1.通過對三相交流電源進行采樣濾波后移相比較的處理方式，此處理方式可以同時檢測出三相電源反相序、缺相、頻率異常等多種供電異常的情況，提高用電設備可靠性。

22、2.本發(fā)明避免了采用控制芯片及軟件算法，使用模擬電路實現(xiàn)，電路原理設計簡單，使用元器件較少，降低了實現(xiàn)難度及應用成本。

23、3.本發(fā)明電路參數(shù)可根據(jù)電源情況對應調(diào)節(jié)，適用性強。

技術(shù)特征：

1.一種三相交流電源反相序及缺相檢測電路，其特征在于，包括差分運算移相電路、比較運算電路、檢波輸出電路；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相交流電源反相序及缺相檢測電路，其特征在于，所述差分運算移相電路由采樣濾波單元、運算放大單元及一階低通濾波單元組成；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相交流電源反相序及缺相檢測電路，其特征在于，所述比較運算電路由差分運算單元、比較單元組成；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相交流電源反相序及缺相檢測電路，其特征在于，所述檢波輸出電路由檢波單元、輸出單元組成；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種三相交流電源反相序及缺相檢測電路，包括差分運算移相電路、比較運算電路、檢波輸出電路。差分運算移相電路連接于三相交流電源輸入端，對三相交流電源的每一相采樣濾波移相后，分別取兩相進行差分運算，得到差分電壓U<subgt;cb</subgt;和U<subgt;ab</subgt;；比較運算電路連接于差分運算移相電路的輸出端，將差分電壓U<subgt;cb</subgt;和U<subgt;ab</subgt;進行比較運算，得到比較運算輸出電壓U<subgt;cb?ab</subgt;；再與閾值電壓U<subgt;ref</subgt;相比較，得到電壓U<subgt;out_1</subgt;；檢波輸出電路連接于比較運算電路的輸出端，當三相交流電源存在反相序、缺相異常情況時，電壓U<subgt;out_1</subgt;為矩形波脈沖電壓時，將該電壓進行檢波處理，得到恒定的高電平輸出電壓U<subgt;out</subgt;。該電路通過對三相交流電源進行移相、比較的方式檢測輸入電壓的異常狀態(tài)。

技術(shù)研發(fā)人員：王康樂,楊建成,劉志明,李霖宇,李振平
受保護的技術(shù)使用者：北京動力機械研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19