三相缺相检测电路的原理分析

　　对于使用三相交流电的用电设备，一个最基本的可靠性保护功能就是三相输入缺相检测功能，当三相输入中任何一相电压缺相时，该电路模块输出缺相告警信号。通过对告警信号的处理，保证了对用电设备的安全保护。

　　一、工作原理

　　1、电路原理图

　　原理图如图1所示：

　　

　　2、工作原理

　　其工作原理如下：

　　当三相输入电压正常时，其三相输入相电压波形如图2所示，为便于分析，将一个电源周期分为6等份，如图2所示T1、T2、T3、T4、T5、T6。在这六个区间，三相电源之间的关系如表1所示：

　　

　　

　　在区间T1内，UA》UC》UB ，A相电压最大，B相电压最小，因此，在图1中的

　　光藕D1和二极管VD5导通，此时，控制信号UC为低电平，当时间从T1进入T2区间时，UA》UB》UC ，A相电压最大，C相电压最小，因此，在图1中的

　　光藕D1和二极管VD4导通，控制信号UC为低电平，如此类推，在区间T3、T4、T5、T6时，控制信号UC均为低电平，所以，在一个电源周期内，控制信号UC为低电平，也就是说，当三相输入电压正常时（不缺相），控制信号UC一直为低电平，从而使缺相告警信号PHFL为低电平，表示输入正常。

　　当三相输入电压缺相时，其检测电路波形图如图3所示，

　　

　　由于缺C相时，线电压只有UAB一相，当UAB在过零点附近时，光藕D1不导通，

　　其余二个光藕也不导通，此时，控制信号UC为高电平，从而使缺相告警信号PHFL为高电平，表示输入缺相，送ECU处理。

　　3、电路设计说明

　　（1） 控制信号CV的计算 图1中，各点电压说明如下：

　　VA：光藕输出；VB：电压比较器LM339第4脚输入；VC：三极管VT1基极控制信号；VR：所有比较器的比较电压基准。

　　光藕TLP621GR的电流传输比CTR取最小值，即CTRMIN=100%。 电压基准VR为：

　　

　　（2）充放电回路分析计算

　　充放电回路由电阻R9、R10、VT2、C10、C11组成。当控制信号CV为高电平时，三极管VT1、VT2导通，+15V电源通过电阻R9、R10给电容C10、C11，当控制信号CV为低电平时，三极管VT1、VT2截止，电容C10、C11通过电阻R9放电，显然，BV实际上为一个直流电压迭加一个脉动信号，只要BV的波不小于10.5V，则电压比较器LM339的第2脚输出就一直为低电平，缺相告警信号PHFL为高电平，表示三相输入缺相。波形见图4

　　

　　

　　二、实验结果

　　这次实验是在ZXD5000 100A（V2.0）开关整流器上进行的，缺相工作和正常工作时的测试波形如图5、图6所示：

　　

　　

　　

　　图5 三相缺C相时检测电路实测波形图

　　

　　

　　

　　图6 正常工作时检测电路实测波形图

　　三、结论

　　本电路实现三相交流输入电压缺相检测功能，当三相输入中任何一相电压缺相时，该电路模块输出缺相告警信号。测试结果和理论分析一致。