CN106207963A - 电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、瞬态抑制稳压二极管、可编程稳压管、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一三极管、第二MOS管和接触器，第一二极管的阴极、第三二极管的阴极、第五二极管的阴极、第一电阻的一端和瞬态抑制稳压二极管的阴极均连接，第一二极管的阳极与第二二极管的阴极连接。本发明具有欠压和缺相保护、电路结构简单、成本较低、可靠性较高。

Description

电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置

技术领域

本发明涉及电路保护领域，特别涉及一种电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置。

背景技术

在使用三相交流电供电的设备如三相电焊机，三相电动机等用电设备中，经常会由于大功率负载的启停或电网本身的波动，造成三相电压的过压和欠压，而三相用电情况的不均衡则可能会造成三相电的缺相和不平衡，在实际使用的时候也可能会发生用户接错电压，如将220V电压错接到380V电压或者三相接线漏接导致了缺相，而这些情况都有可能导致用电设备的损坏，甚至引起电网的故障，造成严重的后果。而现有技术中的欠压缺相保护效果不太理想，且电路结构复杂，硬件成本较高，且可靠性不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有欠压和缺相保护、电路结构简单、成本较低、可靠性较高的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、瞬态抑制稳压二极管、可编程稳压管、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一三极管、第二MOS管和接触器，所述第一二极管的阴极、第三二极管的阴极、第五二极管的阴极、第一电阻的一端和瞬态抑制稳压二极管的阴极均连接，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阴极连接，所述第五二极管的阳极与所述第六二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极、第四二极管的阳极和第六二极管的阳极均连接，三相交流电的第一相电压与所述第一二极管和第二二极管之间的节点连接，所述三相交流电的第二相电压与所述第三二极管和第四二极管之间的节点连接，所述三相交流电的第三相电压与所述第五二极管和第六二极管之间的节点连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、第一电容的一端和可编程稳压管的电压比较端口连接，所述第二电阻的另一端、第一电容的另一端、可编程稳压管的阳极和第一稳压管的阳极均连接，所述瞬态抑制稳压二极管的阳极通过所述第三电阻分别与所述第四电阻的一端和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的一端还与所述第一光电耦合器的第一引脚连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第一光电耦合器的第二引脚和第一稳压管的阴极连接，所述第四电阻的一端还与所述第二光电耦合器的第一引脚连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第二光电耦合器的第二引脚和可编程稳压管的阴极连接；

所述第二光电耦合器的第三引脚接地，所述第二光电耦合器的第四引脚与所述第一三极管的发射极连接，所述第一光电耦合器的第三引脚通过所述第九电阻分别与所述第一三极管的基极和第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第一三极管的集电极接地，所述第一三极管的发射极与所述第二电容的一端连接，所述第一光电耦合器的第四引脚通过所述第八电阻分别与所述第七电阻的一端、第七二极管的阴极和接触器的一端连接，所述接触器的一端还与直流电源连接，所述第七电阻的另一端分别与所述第三电容的正极和第二电容的另一端连接，所述第三电容的负极接地，所述第七二极管的阳极分别与所述接触器的另一端和第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的栅极与所述第二电容的另一端连接，所述第二MOS管的源极接地。

在本发明所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置中，还包括第十电阻，所述第二光电耦合器的第四引脚通过所述第十电阻与所述第一三极管的发射极连接。

在本发明所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置中，还包括第十一电阻，所述第二光电耦合器的第三引脚通过所述第十一电阻接地。

在本发明所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置中，还包括第十二电阻，所述第一三极管的集电极通过所述第十二电阻接地。

在本发明所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置中，还包括第十三电阻，所述第二MOS管的源极通过所述第十三电阻接地。

在本发明所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置中，所述第一三极管为PNP型三极管。

在本发明所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置中，所述第二MOS管为N沟道MOS管。

实施本发明的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，具有以下有益效果：由于设有第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、瞬态抑制稳压二极管、可编程稳压管、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一三极管、第二MOS管和接触器，其具有三相过压、欠压、和缺相一体保护功能，通过执行机构切断供电线路从而起到保护用电设备和电网的作用，其电路简单，成本低廉，不需要使用敏感的检测芯片，可靠性高；所以其具有欠压和缺相保护、电路结构简单、成本较低、可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置一个实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置实施例中，该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置的结构示意图如图1所示。图1中，该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、瞬态抑制稳压二极管TVS1、可编程稳压管T1、第一稳压管Z1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一光电耦合器U1、第二光电耦合器U2、第一三极管Q1、第二MOS管Q2和接触器J1。

其中，第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极、第五二极管D5的阴极、第一电阻R1的一端和瞬态抑制稳压二极管TVS1的阴极均连接，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极连接，第三二极管D3的阳极与第四二极管D4的阴极连接，第五二极管D5的阳极与第六二极管D6的阴极连接，第二二极管D2的阳极、第四二极管D4的阳极和第六二极管D6的阳极均连接，三相交流电的第一相电压Ua与第一二极管D1和第二二极管D2之间的节点连接，三相交流电的第二相电压Ub与第三二极管D3和第四二极管D4之间的节点连接，三相交流电的第三相电压Uc与第五二极管D5和第六二极管D6之间的节点连接，第一电阻R1的另一端分别与第二电阻R2的一端、第一电容C1的一端和可编程稳压管T1的电压比较端口R连接，第二电阻R2的另一端、第一电容C1的另一端、可编程稳压管T1的阳极A和第一稳压管Z1的阳极均连接。

其中，瞬态抑制稳压二极管TVS1的阳极通过第三电阻R3分别与第四电阻R4的一端和第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的一端还与第一光电耦合器U1的第一引脚连接，第五电阻R5的另一端分别与第一光电耦合器U1的第二引脚和第一稳压管Z1的阴极连接，第四电阻R4的一端还与第二光电耦合器U2的第一引脚连接，第四电阻R4的另一端分别与第二光电耦合器U2的第二引脚和可编程稳压管T1的阴极K连接。

其中，第二光电耦合器U2的第三引脚接地，第二光电耦合器U2的第四引脚与第一三极管Q1的发射极连接，第一光电耦合器U1的第三引脚通过第九电阻R9分别与第一三极管Q1的基极和第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端接地，第一三极管Q1的集电极接地，第一三极管Q1的发射极与第二电容C2的一端连接，第一光电耦合器U1的第四引脚通过第八电阻R8分别与第七电阻R7的一端、第七二极管D7的阴极和接触器J1的一端连接，接触器J1的一端还与直流电源VCC连接，第七电阻R7的另一端分别与第三电容C3的正极和第二电容C2的另一端连接，第三电容C3的负极接地，第七二极管D7的阳极分别与接触器J1的另一端和第二MOS管Q2的漏极连接，第二MOS管Q2的栅极与第二电容C2的另一端连接，第二MOS管Q2的源极接地。

本实施例中，第三电容C3为电解电容，第八电阻R8和第九电阻R9均为限流电阻，用于第一光电耦合器U1所在的支路进行过流保护。第二电容C2为耦合电容，用于防止第一三极管Q1和第二MOS管Q2之间的干扰。接触器J1为三相接触器。

待检测的三相交流电的第一相电压Ua、第二相电压Ub和第三相电压Uc经过由第一二极管D1至第六二极管D6组成的三相全桥整流之后，得到直流脉动的电压，经第一电阻R1和第二电阻R2分压后得到的电压接入可编程稳压管T1的电压比较端口R，当电压比较端口R的电压峰值低于2.5V时，可编程稳压管T1的阳极A及阴极K断开，由于第一稳压管Z1和第一光电耦合器U1的输入端的钳位作用，第二光电耦合器U2不工作，不会拉低第二MOS管Q2的门极电压，接触器J1吸合，用电设备正常工作。

当第一电阻R1和第二电阻R2的电压峰值高压2.5V时，可编程稳压管T1的阳极A及阴极K相当于2V的稳压管，而第一稳压管Z1的稳压值为1.5V，低于可编程稳压管T1的稳压值，因此第二光电耦合器U2工作，第二光电耦合器U2的第三引脚和第四引脚导通，第三电容C3的电压被拉低，第二MOS管Q2断开，接触器J1断开。此为过压保护电路，调节第一电阻R1和第二电阻R2的分压比可以调节过压保护电压的大小。

本实施例中，欠压保护和缺相保护共用一套电路，三相交流电经整流后，得到的直流脉动的电压高于瞬态抑制稳压二极管TVS1的电压，这样，第一光电耦合器U1才会工作，因此当发生欠压时，瞬态抑制稳压二极管TVS1不能被击穿，第一光电耦合器U1不工作，第一光电耦合器U1的第三引脚变为低电平，第一三极管Q1导通，将第三电容C3短路放电，从而拉低第二MOS管Q2的门极电压，关断接触器J1。改变瞬态抑制稳压二极管TVS1的电压值可以改变欠压保护的电压大小。

当输入端发生缺相时，三相交流电的第一相电压Ua、第二相电压Ub和第三相电压Uc变为单相输入，其整流之后的波形为单相整流波形，单相整流波形谷值很低，可以到低至0V，因此瞬态抑制稳压二极管TVS1有一段时间处于不导通状态，因此第一光电耦合器U1处于脉动导通状态，在这种状态下，第一光电耦合器U1导通时，第一三极管Q1关断，第三电容C3通过第七电阻R7被充电，电压缓缓升高，第一光电耦合器U1关断时，第一三极管Q1导通，对第三电容C3放电，由于放电电流是经过第一三极管Q1放大后的电流，因此放电很快，而由于第七电阻R7的阻值比较大，第三电容C3的容值也比较大，其充电时间常数比较大，因此在下一个放电脉冲到来时，第三电容C3的电压还没有被充上去，因此第三电容C3两端还是一直处于低电压状态，此时第二MOS管Q2关闭，接触器J1断开。

本发明的结构电路简单，成本低廉，实现了多种保护功能，不需要使用敏感的检测芯片，如电压比较器，单片机等，可靠性较高。强电和弱电之间使用光电耦合器(第一光电耦合器U1和第二光电耦合器U2)完全隔离，保证了安全性，提高了抗干扰能力。使用检测电网电压峰值的方法，该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置的电路采用脉动控制方式，只要电网电压的峰值达到可以触发第一光电耦合器U1和第二光电耦合器U2工作的情况，后端电路就可以进行异常情况判断，因为后端的第二MOS管Q2设计为强关断弱开通状态。本发明具有三相过压、欠压和缺相一体保护功能，通过执行机构切断供电线路从而起到保护用电设备和电网的作用，欠压缺相保护效果较好。

本实施例中，该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置还包括第十电阻R10，第二光电耦合器U2的第四引脚通过第十电阻R10与第一三极管Q1的发射极连接。第十电阻R10为限流电阻，用于对第一三极管Q1和第二MOS管Q2所在的支路进行过流保护，提高该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置的安全性能。

本实施例中，该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置还包括第十一电阻R11，第二光电耦合器U2的第三引脚通过第十一电阻R11接地。第十一电阻R11为限流电阻，用于对第二光电耦合器U2所在的支路进行过流保护，进一步提高该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置的安全性能。

本实施例中，该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置还包括第十二电阻R12，第一三极管Q1的集电极通过第十二电阻R12接地。第十二电阻R12为限流电阻，用于对第一三极管Q1的集电极所在的支路进行过流保护，更进一步提高该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置的安全性能。

本实施例中，该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置还包括第十三电阻R13，第二MOS管Q2的源极通过第十三电阻R13接地。第十三电阻R13为限流电阻，用于对第二MOS管Q2的源极所在的支路进行过流保护。

值得一提的是，本实施例中，第一三极管Q1为PNP型三极管。第二MOS管Q2为N沟道MOS管。当然，在本实施例的一些情况下，第一三极管Q1可以为NPN型三极管，第二MOS管Q2也可以为P沟道MOS管，但这时该电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置的电路结构也要相应发生变化。

总之，本发明具有三相过压、欠压和缺相一体保护功能，通过执行机构切断供电线路从而起到保护用电设备和电网的作用，其欠压缺相保护效果较好，本发明的电路结构简单，成本较低，可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，其特征在于，包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、瞬态抑制稳压二极管、可编程稳压管、第一稳压管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一光电耦合器、第二光电耦合器、第一三极管、第二MOS管和接触器，所述第一二极管的阴极、第三二极管的阴极、第五二极管的阴极、第一电阻的一端和瞬态抑制稳压二极管的阴极均连接，所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极与所述第四二极管的阴极连接，所述第五二极管的阳极与所述第六二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极、第四二极管的阳极和第六二极管的阳极均连接，三相交流电的第一相电压与所述第一二极管和第二二极管之间的节点连接，所述三相交流电的第二相电压与所述第三二极管和第四二极管之间的节点连接，所述三相交流电的第三相电压与所述第五二极管和第六二极管之间的节点连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、第一电容的一端和可编程稳压管的电压比较端口连接，所述第二电阻的另一端、第一电容的另一端、可编程稳压管的阳极和第一稳压管的阳极均连接，所述瞬态抑制稳压二极管的阳极通过所述第三电阻分别与所述第四电阻的一端和第五电阻的一端连接，所述第五电阻的一端还与所述第一光电耦合器的第一引脚连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第一光电耦合器的第二引脚和第一稳压管的阴极连接，所述第四电阻的一端还与所述第二光电耦合器的第一引脚连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第二光电耦合器的第二引脚和可编程稳压管的阴极连接；

所述第二光电耦合器的第三引脚接地，所述第二光电耦合器的第四引脚与所述第一三极管的发射极连接，所述第一光电耦合器的第三引脚通过所述第九电阻分别与所述第一三极管的基极和第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端接地，所述第一三极管的集电极接地，所述第一三极管的发射极与所述第二电容的一端连接，所述第一光电耦合器的第四引脚通过所述第八电阻分别与所述第七电阻的一端、第七二极管的阴极和接触器的一端连接，所述接触器的一端还与直流电源连接，所述第七电阻的另一端分别与所述第三电容的正极和第二电容的另一端连接，所述第三电容的负极接地，所述第七二极管的阳极分别与所述接触器的另一端和第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的栅极与所述第二电容的另一端连接，所述第二MOS管的源极接地。

2.根据权利要求1所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，其特征在于，还包括第十电阻，所述第二光电耦合器的第四引脚通过所述第十电阻与所述第一三极管的发射极连接。

3.根据权利要求2所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，其特征在于，还包括第十一电阻，所述第二光电耦合器的第三引脚通过所述第十一电阻接地。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，其特征在于，还包括第十二电阻，所述第一三极管的集电极通过所述第十二电阻接地。

5.根据权利要求4所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，其特征在于，还包括第十三电阻，所述第二MOS管的源极通过所述第十三电阻接地。

6.根据权利要求1所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，其特征在于，所述第一三极管为PNP型三极管。

7.根据权利要求1所述的电磁稳压节能装置用欠压缺相保护装置，其特征在于，所述第二MOS管为N沟道MOS管。