一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力電子領域，特別是一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測電路。
【背景技術】
[0002]三相UPS的輸入一般是三相五線制，即交流電網的U相線、V相線、W相線、零線和地線，如圖1所示，UPS的輸入零線與電網零線連接在一起，UPS的輸入地線與UPS機殼及電網地線連接在一起。電網地線是絕對的O電勢參考點。理想情況下，UPS的零線和地線是等電勢的，零地電壓Un為0，但因為存在零線電纜阻抗、接地阻抗、UPS帶不平衡負載等情況，實際上UPS的零地電壓不為0，而是一個小值。當UPS的輸入零線缺失時，UPS零地電壓就會變成一個較大的差值，該值可能為正值也可能為負值。在零線缺失時，需及時檢測出來，以保證UPS能正常工作。
[0003]目前三相UPS輸入零線缺失的檢測方法一般是通過在三相UPS內部的零線電纜上加裝一個電流互感器來檢測零線電流大小來判斷，但此方法因需要一個額外的電流互感器，成本高。此外，也有通過軟件的方法檢測輸入三相市電的電壓值并通過一些軟件算法來判斷，但此方法需要較復雜的軟件算法并消耗較多的CPU內部資源，在CPU資源緊張的情況下不適用。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本實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電路，用以解決采用電流互感器檢測零線缺失時成本高的不足或利用軟件算法時需要消耗較多CPU內部資源的不足。
[0005]本實用新型采用以下方案實現:一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測電路，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以及一運算放大器；所述故障信號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]進一步地，所述零地電壓采樣電路中所述運算放大器的反相輸入端經所述第一電阻Rl接大地取樣點，所述運算放大器的同相輸入端經所述第二電阻R2連接至一 UPS輸入零線取樣點；所述運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算放大器的輸出端；所述運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的另一端接運算放大器供電電源參考地。
[0007]進一步地，所述故障信號隔離傳輸電路中所述第一光電耦合器的原邊為一第一發光二極管，所述第二光電親合器的原邊為一第二發光二極管；所述第五電阻R5的一端與所述運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光二極管的負極以及所述第二發光二極管的正極相連；所述第一發光二極管的正極與所述第二發光二極管的負極均接運算放大器供電電源參考地。
[0008]進一步地，所述故障信號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射極與所述第二光敏三極管的發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隔離傳輸電路的輸出端，用以輸出一故障信號。
[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]與現有技術相比，本實用新型在三相UPS零線缺失時，能及時檢測出故障并采取相應措施，以防止UPS無法正常工作的嚴重后果，且與現有技術相比具有以下有益效果:
[0011]1、克服了采用電流互感器檢測零線缺失時器件成本高的不足；
[0012]2、克服了采用軟件算法時軟件算法復雜且需要消耗較多CPU內部資源的不足。
【附圖說明】
[0013]圖1是現有技術中三相UPS輸入示意圖。
[0014]圖2是本實用新型的電路示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖及實施例對本實用新型做進一步說明。
[0016]本實施例提供一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測電路，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以及一運算放大器ICl ;所述故障信號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]在本實施例中，所述零地電壓采樣電路中所述運算放大器的反相輸入端經所述第一電阻Rl接大地取樣點，所述運算放大器ICl的同相輸入端經所述第二電阻R2連接至一UPS輸入零線取樣點；所述運算放大器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算放大器ICl的輸出端；所述運算放大器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的另一端接運算放大器供電電源參考地。
[0018]在本實施例中，所述故障信號隔離傳輸電路中所述第一光電耦合器IC2的原邊為一第一發光二極管，所述第二光電親合器IC3的原邊為一第二發光二極管；所述第五電阻R5的一端與所述運算放大器ICl的輸出端相連，所述第五電阻R5的另一端與所述第一發光二極管的負極以及所述第二發光二極管的正極相連；所述第一發光二極管的正極與所述第二發光二極管的負極均接運算放大器供電電源參考地。
[0019]在本實施例中，所述故障信號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射極與所述第二光敏三極管的發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隔離傳輸電路的輸出端，用以輸出一故障信號Fault。
[0020]在本實施例中，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]在本實施例中，所述電路的工作原理如下:所述運算放大器ICl的一端通過第二電阻R2連接到UPS輸入零線取樣點，運算放大器ICl的另一端通過第一電阻Rl連接到大地取樣點，第三電阻R3與第四電阻R4可設置零地電壓的衰減系數。當電阻R1=R2，R3=R4時，運算放大器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電路，其中第五電阻R5用于設置光電耦合器的導通電流。光電耦合器IC2、IC3副邊與第六電阻R6組成故障信號隔離傳輸電路，第六電阻R6起電平上拉作用。取零地電壓閾值為|K|。當Un>|K|或Un〈-|K|時，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光二極管的導通壓降，設置第五電阻R5的值，使原邊電流足以光電耦合器IC3或光電耦合器IC2有效導通，故障信號Fault變為低電平。當零地電壓處于正常范圍內，即-|K| <Un〈 |K|時，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有效導通，此時故障信號Fault為高電平。UPS可通過檢測Fault信號判斷輸入零線是否缺失，以作出相應措施，防止UPS故障保護。
[0022]以上內容僅為本實用新型的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【主權項】
1.一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測電路，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以及一運算放大器；所述故障信號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.根據權利要求1所述的一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測電路，其特征在于:所述零地電壓采樣電路中所述運算放大器的反相輸入端經所述第一電阻Rl接大地取樣點，所述運算放大器的同相輸入端經所述第二電阻R2連接至一 UPS輸入零線取樣點；所述運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算放大器的輸出端；所述運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的另一端接運算放大器供電電源參考地。3.根據權利要求1所述的一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測電路，其特征在于:所述故障信號隔離傳輸電路中所述第一光電耦合器的原邊為一第一發光二極管，所述第二光電親合器的原邊為一第二發光二極管；所述第五電阻R5的一端與所述運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光二極管的負極以及所述第二發光二極管的正極相連；所述第一發光二極管的正極與所述第二發光二極管的負極均接運算放大器供電電源參考地。4.根據權利要求1所述的一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測電路，其特征在于:所述故障信號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射極與所述第二光敏三極管的發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隔離傳輸電路的輸出端，用以輸出一故障信號。5.根據權利要求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】本實用新型涉及一種三相不間斷電源輸入零線缺失的檢測電路，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以及一運算放大器；所述故障信號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。本實用新型能夠解決采用電流互感器檢測零線缺失時成本高的不足或利用軟件算法時需要消耗較多CPU內部資源的不足。
【IPC分類】G01R31/42
【公開號】CN204925363
【申請號】CN201520749391
【發明人】劉藝超, 王志東, 劉浩興
【申請人】廈門科華恒盛股份有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月25日