專利名稱：相序轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
相序轉(zhuǎn)換器
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及三相電源監(jiān)控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
市場已有一種純硬件的相序轉(zhuǎn)換器，其中的控制器采用電容將電源相角改變之后 驅(qū)動一個單刀雙擲的小交流繼電器。相序錯誤時小交流繼電器常閉，常閉輸出觸點控制相 序錯誤交流接觸器，該交流接觸器的輸入輸出接線方式相反，從而輸出正確的相序；相序正 確時小交流繼電器常開觸電閉合，常開輸出觸點控制相序正確交流接觸器，該交流接觸器 的輸入輸出接線方式相同，從而輸出正確的相序。根據(jù)上面的控制方式，達到了一個目的， 就是不管輸入電源的相序是正確還是錯誤的，裝置的輸出電源相序是正確的。 由于是采用純硬件形式，小交流繼電器的驅(qū)動回路阻抗不變，但是輸入的電源電 壓是在一定范圍內(nèi)波動的。當(dāng)輸入電源電壓較低時，小交流繼電器線圈兩端分得的電壓較 低，容易低于小交流繼電器的吸合電壓，使小交流繼電器的輸出觸點不停地抖動，導(dǎo)致交流 接觸器不停地吸合、斷開，交流接觸器輸出端會拉弧，產(chǎn)生高溫，從而造成交流接觸器燒壞。 并且該類型裝置無法判斷出零線接錯線故障，零線接錯線上電后，會導(dǎo)致交流接 觸器線圈端承受380VAC的電壓，嚴重超過額定工作電壓220VAC，直接導(dǎo)致線圈發(fā)熱燒毀。 另外該類型裝置無法判斷出缺相故障。 因此，為解決上述該類型裝置無法檢測缺相故障、零線接錯線故障、過壓故障和欠 壓故障等技術(shù)問題，提供一種簡單而有效的可實現(xiàn)檢測缺相故障、零線接錯線故障、過壓故 障和欠壓故障的新型相序轉(zhuǎn)換器實為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是提供一種可有效的實現(xiàn)檢測缺相故障、零線接錯線故障、過壓 故障和欠壓故障，可實現(xiàn)相序容錯功能的相序轉(zhuǎn)換器。 為實現(xiàn)本實用新型目的，提供以下技術(shù)方案 提供一種相序轉(zhuǎn)換器，其包括繼電器組、交流接觸器組，以及接入在電源輸入端的 控制上述繼電器組和交流接觸器組的控制器，該控制器包括MCU電路以及與之電信號連接 的電源電路、過零檢測電路、輸入電壓檢測電路。所述的相序轉(zhuǎn)換器還包括故障顯示電路， 該顯示電路與所述控制器電連接。 該MCU電路為單片機電路，其包括有晶體振蕩器和復(fù)位電路。 該電源電路包括整流器和兩個串聯(lián)的電解電容。電源產(chǎn)生部分為開關(guān)電源方案， 輸入電源經(jīng)整流后使用兩個串聯(lián)的電解電容濾波，防止輸入為兩相火線時將電解電容損 壞。開關(guān)電源采用降壓斬波方式，輸出電源地為熱地。 相序檢測部分使用三極管檢測三相交流電源的過零點，通過軟件判斷三個過零點 脈沖是否存在和三者之間的時間差，實現(xiàn)缺相判斷和相序判斷。 該過零檢測電路包括分壓限流電阻、三極管Q5和低通濾波電路，該分壓限流電阻連接三極管Q5的基極，三極管Q5的集電極連接低通濾波電路，低通濾波電路另一端連接 MCU電路。分壓限流電阻進行分壓后，得到交流輸入電源有效值對應(yīng)的直流電壓，利用單片 機的AD采樣功能檢測該直流電壓，從而得到交流輸入電壓值，通過軟件設(shè)定電壓的過壓保 護點和欠壓保護點。 該輸入電壓檢測電路將高交流電壓轉(zhuǎn)化為低的直流電壓，其包括整流二極管、低 頻濾波電容、高頻濾波電容、第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻、整流二極 管和第二分壓電阻依次串聯(lián)，所述高頻濾波電容和低頻濾波電容分別與第二分壓電阻并聯(lián) 連接。 所述繼電器組包括第一繼電器、第二繼電器，所述控制器選擇性地接通所述第一 繼電器或第二繼電器，所述交流接觸器組包括第一交流接觸器以及第二交流接觸器，所述 第一繼電器輸出端連接對應(yīng)的第一交流接觸器，所述第二繼電器輸出端連接對應(yīng)的第二交 流接觸器。 所述的第一交流接觸器和第二交流接觸器為三相交流接觸器，該第一交流接觸器 輸出端的第2、第4和第6引腳分別連接第二交流接觸器輸出端的第6、第4和第2引腳。 該相序轉(zhuǎn)換器的輸出控制電路部分為單片機控制兩個直流繼電器，直流繼電器再 控制交流接觸器。當(dāng)有零線接錯線、過壓和欠壓故障時，兩個直流繼電器均斷開，避免交流 接觸器燒壞。再結(jié)合缺相故障檢測，可以有效保證交流接觸器的負載在正常的工作電壓范 圍內(nèi)工作。該電源輸出控制電路包括三極管Q2、與三極管Q2的基極連接的限流電阻、由三 極管Q2所驅(qū)動的繼電器Kl、由繼電器Kl所驅(qū)動的交流接觸器和阻容模塊RC1。 本實用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果 本實用新型相序轉(zhuǎn)換器是結(jié)合軟件和硬件的新型相序轉(zhuǎn)換器，通過有效檢測零線 接錯線、過壓和欠壓故障，保證交流接觸器及相關(guān)負載在正常的工作電壓范圍內(nèi)工作，極大 程度地避免了燒壞的可能性，其檢測準確，工作性能好，有效的解決了現(xiàn)有硬件式相序轉(zhuǎn)換 器的各種問題。


圖1相序轉(zhuǎn)換器工作示意圖； 圖2控制器設(shè)計框圖； 圖3電源電路原理圖； 圖4過零檢測原理圖； 圖5MCU電路及復(fù)位、振蕩電路圖； 圖6輸入電壓檢測電路圖； 圖7故障顯示電路圖； 圖8交流接觸器控制電路圖。
具體實施方式
請參閱圖1，本實用新型相序轉(zhuǎn)換器的工作示意圖，其中控制器AP2用于監(jiān)控電 源、控制輸出電源和故障顯示。它通過檢測C0N1上輸入的4個電源線，得到相應(yīng)的過零信 號和電壓信號，從而實現(xiàn)各項功能。[0028] 請再參閱圖2，該控制器包括MCU電路以及與之聯(lián)系的電源電路、過零檢測電路、 輸入電壓檢測電路、故障顯示電路、交流接觸器控制電路、快測電路、故障輸出電路、選擇口 電路、電流檢測電路，以及MCU電路自帶的晶體振蕩器和復(fù)位電路。 圖3為電源電路，其中，保險管FU1、壓敏電阻RV1為抗雷擊器件；電容C2、扼流圈 L4為交流電源濾波器件；電阻R6為防止上電沖擊電阻；二極管D1為整流二極管，負責(zé)將交 流電源整流成脈動的直流電源；電容C1、電容C3負責(zé)將整流的脈動電壓濾波成更穩(wěn)定的直 流電壓，電阻R7和電阻R8負責(zé)給兩個電容均壓；開關(guān)電源部分負責(zé)將高壓直流電源轉(zhuǎn)換成 低壓直流電源+12V，給繼電器供電；+5V穩(wěn)壓電路負責(zé)將+12V電源轉(zhuǎn)化成+5V電源，給MCU 等負責(zé)供電。 圖4電路用于檢測三相火線的過零信號，電路輸入信號為電源火線。電阻R1/R60/ R68/R69為限流電阻，限制提供給三極管Q5基極的電流；二極管D3起到嵌位作用，當(dāng)交流 電壓為負時，將三級管Q5的Vbe電壓控制在安全電壓范圍內(nèi)；電阻R47為火線未接的情況 給三極管Q5基極一個穩(wěn)定的電平；電容C19用于濾除高頻干擾；三極管Q5用于分離出過 零信號；電阻R23為三極管Q5集電極限流電阻；電阻R26和電容C10組成一個低通濾波電 路。MCU得到的是一個占空比大約50%的方波。 圖5為單片機電路，用來處理電源過零信號和輸入電壓信號，控制故障顯示和電 源輸出。附帶一個晶體振蕩器，一個復(fù)位電路。電容C9、C14為MCU的去藕電容。 圖6為輸入電壓檢測電路，將高交流電壓轉(zhuǎn)化為低的直流電壓，便于單片機檢測。 二極管Dll用于將交流電壓整流，電阻R45、R46和R48將整流后的電壓波形分壓，電容C13 用于將分壓后的低頻濾波，電容C17用于高頻濾波；電阻R9為防浪涌電阻；二極管D10為嵌 位電阻，避免輸入信號超過MCU的工作電壓范圍。 圖7為故障顯示電路，用于顯示各種故障。電阻R39、R40為限流電阻。 圖8為電源輸出控制。各器件的作用如下電阻R52為三極管Q2基極的限流電 阻；電阻R58用于給三極管Q2基極一個穩(wěn)定的電平；三極管Q2用于驅(qū)動繼電器K1 ;二極管 D16、電容C8用于吸收繼電器K1線圈的反電動勢；繼電器K1用于驅(qū)動交流接觸器；阻容模 塊RC1用于吸收繼電器K1斷開時交流接觸器線圈產(chǎn)生的反電動勢。 當(dāng)存在缺相故障、零線接錯線、過壓故障和欠壓故障時，兩個繼電器均斷開，從而 控制兩個交流接觸器均斷開，電源無輸出；當(dāng)輸入電源Ll、 L2和L3的相序錯誤時，繼電器 Kl斷開、K2閉合，從而控制圖1中的交流接觸器KM1斷開、KM2閉合，輸出電源調(diào)整為正確 相序；當(dāng)輸入電源L1、L2和L3的相序正確時，繼電器K2斷開、K1閉合，從而控制圖1中的 交流接觸器KM2斷開、KM1閉合，輸出電源為正確相序。最終實現(xiàn)相序轉(zhuǎn)換。 以上為本實用新型具體實施例，本實用新型權(quán)利范圍不以此為限制，所有可等同 替換的技術(shù)方案均在本實用新型權(quán)利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種相序轉(zhuǎn)換器，其包括繼電器組和交流接觸器組，其特征在于，還包括接入在電源輸入端的控制上述繼電器組和交流接觸器組的控制器，該控制器包括MCU電路以及與之電信號連接的電源電路、過零檢測電路、輸入電壓檢測電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的相序轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的相序轉(zhuǎn)換器還包括故障顯示 電路，該顯示電路與所述控制器電連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的相序轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該電源電路包括整流器和兩個串聯(lián) 的電解電容。
4. 如權(quán)利要求1所述的相序轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該過零檢測電路包括分壓限流電阻、 三極管Q5和低通濾波電路，該分壓限流電阻連接三極管Q5的基極，三極管Q5的集電極連 接低通濾波電路，低通濾波電路另一端連接MCU電路。
5. 如權(quán)利要求1所述的相序轉(zhuǎn)換器，其特征在于，該輸入電壓檢測電路包括整流二極 管、低頻濾波電容、高頻濾波電容、第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻、整流 二極管和第二分壓電阻依次串聯(lián)，所述高頻濾波電容和低頻濾波電容分別與第二分壓電阻 并聯(lián)連接。
6. 如權(quán)利要求1所述的相序轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述繼電器組包括第一繼電器、第 二繼電器，所述控制器選擇性地接通所述第一繼電器或第二繼電器，所述交流接觸器組包 括第一交流接觸器以及第二交流接觸器，所述第一繼電器輸出端連接對應(yīng)的第一交流接觸 器，所述第二繼電器輸出端連接對應(yīng)的第二交流接觸器。
7. 如權(quán)利要求6所述的相序轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述的第一交流接觸器和第二交流 接觸器為三相交流接觸器，該第一交流接觸器輸出端的第2、第4和第6引腳分別連接第二 交流接觸器輸出端的第6、第4和第2引腳。
專利摘要提供一種相序轉(zhuǎn)換器，其包括繼電器組、交流接觸器組，以及接入在電源輸入端的控制上述繼電器組和交流接觸器組的控制器，該控制器包括MCU電路以及與之電信號連接的電源電路、過零檢測電路、輸入電壓檢測電路。本實用新型相序轉(zhuǎn)換器是結(jié)合軟件和硬件的新型相序轉(zhuǎn)換器，通過有效檢測零線接錯線、過壓和欠壓故障，保證交流接觸器及相關(guān)負載在正常的工作電壓范圍內(nèi)工作，極大程度地避免了燒壞的可能性，其檢測準確，工作性能好，有效的解決了現(xiàn)有硬件式相序轉(zhuǎn)換器的各種問題。
文檔編號H02H3/20GK201490688SQ20092006168
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者劉加順 申請人:珠海格力電器股份有限公司