專利名稱：三相交流電源相序判斷電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種相序判斷電路，尤其是涉及一種寬范圍變頻三相交流電源相序判斷電路。
背景技術：
在很多生產活動中，經常需要對三相交流電的相序進行判斷。通常相序判斷電路由取樣電路、相序邏輯鑒別電路、缺相判斷電路以及功率放大電路組成，這些電路比較復雜，而且不適合頻率大范圍變化的場合。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種電路簡捷，成本低廉，測量范圍寬的變頻三相交流電源相序判斷電路。
上述目的可通過以下的技術措施來實現包括兩個相同的輸入比較電路、計數器、直流分量濾波電路和驅動顯示電路，每組交流電壓信號分別由一個比較電路輸入端接入，經處理后輸出形成兩個相位相差120°的方波信號，其中一路輸入計數器的脈沖輸人端，另一路輸入計數器的復位端，信號從計數器輸出端接入濾波電路得到直流分量，直流分量接入驅動顯示電路與給定直流電平比較驅動顯示不同的相序狀態(tài)。
所述輸入比較電路由微分電容C1，限流電阻R1、R2，限幅二極管VD1、VD2，比較器IC1組成，限幅二極管VD1、VD2正反并接在比較器IC1的差分輸入端，其中一相交流電壓經微分電容C1、限流電阻R1接入比較器Ic1的反相輸入端，其中另一相交流電壓經限流電阻R2接入比較器Ic1的同相輸入端。
所述輸入比較電路中比較器的輸出端連接有接地抗干擾電容。
本發(fā)明電路極其簡捷，成本低廉；測量范圍從幾赫茲到數千赫茲，非常寬廣，具有相當高的可靠性。


圖1為本發(fā)明的電路原理圖；
圖2為圖1中輸入的相電壓及輸出點的電位變化波形示意圖；圖3為改變圖2中相序后各輸入輸出點的電位變化波形示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明包括兩個相同的輸入比較電路、計數器、直流分量濾波電路和驅動顯示電路。
一個輸入比較電路由微分電容C1，限流電阻R1、R2，限幅二極管VD1、VD2，比較器IC1組成，限幅二極管VD1、VD2正反并接在比較器IC1的差分輸入端，其中一相交流電壓經微分電容C1、限流電阻R1接入比較器Ic1的反相輸入端，其中另一相交流電壓經限流電阻R2接入比較器Ic1的同相輸入端，比較器Ic1的輸出端連接，在比較器Ic2的輸出端接地抗干擾電容C9。
另一個輸入比較電路由微分電容C2，限流電阻R3、R4，限幅二極管VD3、VD4，比較器IC2組成，限幅二極管VD3、VD4正反并接在比較器IC2的差分輸入端，其中一相交流電壓經微分電容C2、限流電阻R3接入比較器Ic2的反相輸入端，其中另一相交流電壓經限流電阻R4接入比較器Ic2的同相輸入端，在比較器Ic2的輸出端接地抗干擾電容C10。
計數器采用型號為4024的計數芯片Ic3，其中一個輸入比較電路的輸出接入計數器的脈沖輸人端CL，而另一路則接計數器的復位端R，信號從計數器的Q1端輸出。電阻R9、R13、電容C11組成濾波電路，電阻R9連接計數器的輸出端，電阻R9接電阻R13到地，電容C9并聯在電阻R13兩端，電阻R9與電阻R13的連接點濾波得到的直流分量輸出。
驅動顯示電路主要由比較器IC3、驅動三極管Q1、電位器R12和發(fā)光二極管LED，濾波得到的直流分量接入比較器IC4的同相端，電位器R12的分壓接入比較器IC4的反相端，比較器IC4輸出端連接驅動三極管Q1的基極，驅動連接在三極管Q1的集電極上的發(fā)光二極管LED，在集電極上的也可連接蜂鳴器，以聲音提示。
交流電壓信號Uab、Ubc(或Uca)分別由兩個比較電路輸入端引入，經比較器IC1、IC2輸出形成兩個相位相差120°的方波，電容C1、C2為微分電容，電阻R1、R2、R3、R4為限流電阻，信號通過二極管限幅后加入比較器IC1、IC2的差分輸人端，兩路輸出具有先后次序的兩個相位差120°的輸出方波，其中一路輸出接4024型計數器的脈沖輸人端CL，而另一路則接計數器的復位端R，信號從計數器的Q1端輸出。在不同相序輸入時，Q1端將輸出不同的波形，作為相序判斷基礎。輸出波形經R9、R13、C11濾波電路濾波得到的直流分量，與給定直流電平比較，在不同相序情況下比較器IC4輸出端或輸出高電平、或輸出低電平，通過三極管驅動發(fā)光二極管(或蜂鳴器)響應表明不同的相序狀態(tài)。
圖1中的a、b、c端分別接三相交流電源輸出信號，其波形(相電壓)相位之向依次相差120°，事實上兩個比較器的差分輸入(線電壓)之間相位也相差120°，其輸入輸出各點波形如圖2所示。其中P1為比較器IC1的輸出信號，也是計數器CL端輸入計數脈沖信號；P2為比較器IC2的輸出信號，也是計數器R端輸入清零(復位)信號；計數器的輸出信號從Q1端引出，即P3點。在圖1的接法下，各點的時序波形見圖2。
由于P1信號是Ua、Ub經過濾波、限幅、比較器比較后的方波信號。F2信號是Ub、Uc經過濾波、限幅、比較器比較后的方波信號，P1、P2的脈寬頻率是一樣的，又因為Ua、Ub、Uc相位相差120°，所以P1超前P2的120°，并由圖可以觀察到當PI上升沿時，P2處于高電平；PI下降沿時P2處于低電平。由于計數器由信號下降沿觸發(fā)計數，但此時復位R端處于高電子的強迫清零狀態(tài)，計數動作無法完成，Q1端不能從低電平平翻轉為高電平。當P2端即復位R端處于低電干允許計數區(qū)間時，P1端卻只有上升沿而無下降沿，故仍然沒有計數輸出，P1下腳即P3點將一直處于低電平。
當輸入交流信號任意兩相調換時，如a、c相調換時，P1、P2點本身的波形形狀不會有什么變化，但波形之間的次序位置正好顛倒過來，如圖3所示。當P1下跳變時，P2正好處于低電子，即允許計數，則計數器的Q1端(P3點)從低電平變高電平，等待到P2跳變到高電平時(復位R端信號有效)，P3點再次被清零，由高電子變?yōu)榈碗娖?，最后在P3點形成高低電平脈寬分別為60°和300°的周期波形。
從上分析可知，當輸入相序不同時，將在輸出端P3點得到不同的波形，如在圖2的情形時輸出一直為低電平，在圖3的情形時輸出則為占空比為1/6的脈沖波形。因此將輸出波形通過阻容濾波后與一個低于1/6Vcc的電平相比較，比較器IC4將在圖2相序情況輸出低電平，而在圖3相序情況下將會輸出高電平，并驅動三極管帶動發(fā)光二極管或蜂鳴器聲光報警，完成相序測量及判斷目的。
以上電路設計邏輯清楚，結構上來說極其簡捷，實際電路事實上只利用了兩塊集成塊以及一些阻容元件。注意到無論對任意頻率來說，測量線路上各點的相對波形以及輸出信號的占空比都是不變的，因此其理論上的頻率測量上限由IC集成塊的工作頻率極限所決定，這是一個相當高的數值，?？梢赃_到上百K或更高。
權利要求
1.一種三相交流電源相序判斷電路，其特征在于包括兩個相同的輸入比較電路、計數器、直流分量濾波電路和驅動顯示電路，每組交流電壓信號分別由一個比較電路輸入端接入，經處理后輸出形成兩個相位相差120°的方波信號，其中一路輸入計數器的脈沖輸人端，另一路輸入計數器的復位端，信號從計數器輸出端接入濾波電路得到直流分量，直流分量接入驅動顯示電路與給定直流電平比較驅動顯示不同的相序狀態(tài)。
2.根據權利要求1所述的三相交流電源相序判斷電路，其特征在于所述輸入比較電路由微分電容C1，限流電阻R1、R2，限幅二極管VD1、VD2，比較器IC1組成，限幅二極管VD1、VD2正反并接在比較器IC1的差分輸入端，其中一相交流電壓經微分電容C1、限流電阻R1接入比較器Ic1的反相輸入端，其中另一相交流電壓經限流電阻R2接入比較器Ic1的同相輸入端。
3.根據權利要求1所述的三相交流電源相序判斷電路，其特征在于所述輸入比較電路中比較器的輸出端連接有接地抗干擾電容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三相交流電源相序判斷電路，包括兩個相同的輸入比較電路、計數器、直流分量濾波電路和驅動顯示電路，每組交流電壓信號分別由一個比較電路輸入端接入，經處理后輸出形成兩個相位相差120°的方波信號，其中一路輸入計數器的脈沖輸入端，另一路輸入計數器的復位端，信號從計數器輸出端接入濾波電路得到直流分量，直流分量接入驅動顯示電路與給定直流電平比較驅動顯示不同的相序狀態(tài)。本發(fā)明電路極其簡捷，成本低廉；測量范圍從幾赫茲到數千赫茲，非常寬廣，具有相當高的可靠性。
文檔編號G01R29/18GK1766662SQ20051003732
公開日2006年5月3日 申請日期2005年9月20日 優(yōu)先權日2005年9月20日
發(fā)明者李昌達, 何湘吉 申請人:廣州擎天實業(yè)有限公司