專利名稱：一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力電子技術(shù)領(lǐng)域的相電壓檢零電路，特別是涉及一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路。
背景技術(shù)：
隨著三相整流器技術(shù)和其它電 力電子等技術(shù)的發(fā)展，其控制技術(shù)也在不斷進(jìn)步。在較多的控制策略中，都需要對(duì)三相交流電源的相電壓過零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，形成控制信號(hào)，但目前的檢測(cè)電路都存在電路復(fù)雜，電路成本較高的問題。所以，設(shè)計(jì)一種實(shí)用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的相電壓檢零電路已是本領(lǐng)域研究人員的當(dāng)務(wù)之急。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中電路復(fù)雜，電路成本較高的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路，與三相電中任意一相的輸出端連接，所述相電壓檢零電路包括與三相電中的任意一相的輸出端相連，對(duì)任意一相的相電壓進(jìn)行分壓并輸出分壓電壓的分壓?jiǎn)卧?；與所述分壓?jiǎn)卧妮敵龆讼噙B，對(duì)分壓?jiǎn)卧敵龅姆謮弘妷号c將所述分壓電壓再次分壓得到的比較電壓進(jìn)行比較以輸出躍變電壓的比較單元；與所述比較單元的輸出端相連，根據(jù)所述比較單元輸出的躍變電壓，控制并輸出檢零電壓信號(hào)到檢零端的控制輸出單元。優(yōu)選地，所述檢零電壓信號(hào)包括正電壓信號(hào)和零電壓信號(hào)。優(yōu)選地，所述分壓?jiǎn)卧ǖ谝环謮鹤与娐?；所述第一分壓子電路的輸入端與三相電中的任意一相的輸出端相連，所述第一分壓子電路的輸出端與比較單元的輸入端相連。優(yōu)選地，所述第一分壓子電路的輸出端還連有第二分壓子電路，所述第二分壓子電路的另一端接地。優(yōu)選地，所述比較單元包括與第一分壓子電路的輸出端相連、對(duì)分壓?jiǎn)卧敵龅姆謮弘妷哼M(jìn)行二次分壓得到比較電壓的比較子電路；對(duì)所述分壓電壓和所述比較電壓進(jìn)行比較并輸出躍變電壓的比較器；所述比較器的輸入端一極與所述第一分壓子電路的輸出端相連，所述比較器的輸入端另一極與所述比較子電路的輸出端相連。優(yōu)選地，所述比較子電路包括第三分壓子電路；所述第三分壓子電路的輸入端與第一分壓子電路的輸出端相連。優(yōu)選地，所述第三分壓子電路的輸出端還連有第四分壓子電路，所述第四分壓子電路的另一端接地。優(yōu)選地，所述控制輸出單元包括與比較器的輸出端相連、用于控制輸出零電壓信號(hào)到檢零端的光電耦合器；與光電耦合器相連，用于控制輸出正電壓信號(hào)到檢零端的控制子電路。[0012]優(yōu)選地，所述光電耦合器包括發(fā)光二極管和光敏三極管；所述發(fā)光二極管的陽極與外部電源相連，陰極與所述比較器的輸出端相連；所述外部電源的輸出電壓小于或等于所述比較器輸出的躍變電壓的正電壓。優(yōu)選地,所述控制子電路包括與光電I禹合器的輸出端相連的輸出電阻與供電電阻，所述供電電阻的另一端與供電電源連接，所述輸出電阻的另一端與檢零端連接。如上所述，本實(shí)用新型的一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路，具有以下有益效果I、通過設(shè)置有分壓?jiǎn)卧⒈容^單元和控制輸出單元的電路，可以有效檢測(cè)到相電壓過零，適合各種需要檢測(cè)相電壓過零點(diǎn)的場(chǎng)合，具有重要的利用價(jià)值；2、利用電阻進(jìn)行分壓，利用放大器的正反向輸入端電壓正負(fù)不同時(shí)輸出的值會(huì)在 放大器供電電壓間跳動(dòng)的原理，采用光電耦合器控制檢零端的電壓，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；3、本實(shí)用新型的相電壓檢零電路還具有通用性強(qiáng)和成本低廉的優(yōu)勢(shì)。

圖I顯示為本實(shí)用新型的一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路的電路原理圖。圖2顯示為本實(shí)用新型的一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路的使用連接示意圖。元件標(biāo)號(hào)說明I 相電壓檢零電路11 分壓?jiǎn)卧?2 比較單元13 控制輸出單元
具體實(shí)施方式
以下由特定的具體實(shí)施例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。須知，本實(shí)用新型的一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路的說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型提供一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路，應(yīng)用在需要對(duì)三相交流電源的相電壓過零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，以形成控制信號(hào)的電路控制系統(tǒng)，本實(shí)施例中，詳細(xì)闡述本實(shí)用新型的光電耦合隔離的相電壓檢零電路的原理及實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要?jiǎng)?chuàng)造性勞動(dòng)即可理解本實(shí)用新型的光電耦合隔離的相電壓檢零電路。請(qǐng)參閱圖1，顯示為本實(shí)用新型的一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路的電路原理圖。如圖I所示，本實(shí)用新型提供一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路，與三相電中的任意一相的輸出端相連，所述相電壓檢零電路I包括分壓?jiǎn)卧?1、比較單元12和控制輸出單元13。[0029]所述分壓?jiǎn)卧?1對(duì)任意一相的相電壓分別進(jìn)行分壓并輸出分壓電壓；所述分壓?jiǎn)卧ǖ谝环謮鹤与娐罚凰龅谝环謮鹤与娐返妮斎攵伺c三相電中的任意一相的輸出端相連，所述第一分壓子電路的輸出端與比較單元的輸入端相連；所述第一分壓子電路將三相電的高電壓分壓變?yōu)檩^小的電壓，以便于控制；所述第一分壓子電路的輸出端還連接有第二分壓子電路，所述第二分壓子電路的另一端接地。在本實(shí)施例中，所述第一分壓子電路包括依次串聯(lián)的電阻Rl、R2、R3、R4和R5 ;所述第二分壓子電路包括電阻R6 ;所述電阻Rl的輸入端與三相電中的任意一相的輸出端相連；所述電阻R5的輸出端與比較單元12的輸入端相連；所述電阻R5的輸出端與電阻R6相連，電阻R6的另一端接地。所述比較單元12與分壓?jiǎn)卧?1的輸出端相連，對(duì)分壓?jiǎn)卧敵龅姆謮弘妷号c將所述分壓電壓再次分壓得到的比較電壓進(jìn)行比較、并輸出躍變電壓；所述比較單元12包括與第一分壓子電路的輸出端相連、對(duì)分壓?jiǎn)卧敵龅姆謮弘妷哼M(jìn)行二次分壓得到比較電壓的比較子電路；對(duì)所述分壓電壓和所述比較電壓進(jìn)行比較并輸出躍變電壓的比較器；所述比較器的輸入端一極與第一分壓子電路的輸出端相連，所述比較器的輸入端另一極與比較子電路的輸出端相連；所述比較子電路包括第三分壓子電路；所述第三分壓子電路的輸入端與第一分壓子電路的輸出端相連；所述第三分壓子電路的輸出端還連有第四分壓子電路，所述第四分壓子電路的另一端接地。在本實(shí)施例中，所述比較單元12中的比較子電路包括由電阻R7和R8串聯(lián)的第三分壓子電路；所述第四分壓子電路由電阻R9構(gòu)成；電阻R7的輸入端與第一分壓子電路中的電阻R5的輸出端相連；電阻R7的輸入端可以通過二極管與電阻R5的輸出端相連；電阻R7的輸入端與二極管Dl的陰極相連，二極管Dl的陽極與電阻R5的輸出端相連；二極管Dl的陰極連有濾波電容Cl，以獲得穩(wěn)定的電壓；濾波電容Cl的另一端接地；電阻R8的輸出端連接比較器Al的正極輸入端；電阻R8的輸出端還與電阻R9相連，電阻R9的另一端接地；比較器Al的負(fù)極輸入端與所述第一分壓子電路中的電阻R5的輸出端相連；比較器Al的負(fù)極輸入端與所述第一分壓子電路中的電阻R5的輸出端之間還連有用于限壓的二極管D2和二極管D3 ;二極管D2的另一端接外部電源；二極管D3的另一端接地；比較器Al具有供電引腳和接地引腳；所述接地引腳接地，供電引腳外接電源；比較器Al的輸出端與控制輸出單元13的輸入端相連，以向控制輸出單元13輸出躍變電壓。當(dāng)相電壓為正時(shí)，二極管Dl和二極管D2導(dǎo)通，比較器Al的正極輸入端電壓低于負(fù)極輸入端至少0. 7V，比較器Al的輸出電壓為負(fù)值；當(dāng)相電壓為負(fù)時(shí)，二極管Dl和二極管D2無法導(dǎo)通，濾波電容Cl釋放能量，比較器Al的輸出電壓躍變?yōu)檎?。所述控制輸出單?3與比較單元12的輸出端相連，根據(jù)比較單元12輸出的躍變電壓，控制并輸出檢零電壓信號(hào)到檢零端；所述控制輸出單元13包括與比較器的輸出端相連、用于控制輸出零電壓信號(hào)到檢零端的光電耦合器；與光電耦合器相連，用于控制輸出正電壓信號(hào)到檢零端的控制子電路；所述光電耦合器包括發(fā)光二極管和光敏三極管；所述發(fā)光二極管的陽極與外部電源相連，陰極與所述比較器的輸出端相連；所述外部電源的輸出電壓小于或等于所述比較器輸出的躍變電壓的正電壓；所述控制子電路包括與光電耦合器的輸出端相連的輸出電阻與供電電阻，所述供電電阻的另一端連接供電電源，所述輸出電阻的另一端與檢零端連接。[0035]在本實(shí)施例中，光電耦合器OPl的發(fā)光二極管的陽極連接外部電源；所述發(fā)光二極管的陽極與外部電源之間還連有分壓電阻Rll ;所述發(fā)光二極管的陽極與比較器Al的輸出端之間連有分壓電阻RlO ;所述發(fā)光二極管的陰極連接在比較器Al的輸出端與電阻RlO的輸入端之間；所述外部電源的輸出電壓小于或等于比較器Al輸出的正值躍變電壓；所述控制子電路包括供電電阻R12和輸出電阻R13;供電電阻R12和輸出電阻R13的輸入端與所述光敏三極管的集電極相連；供電電阻R12的另一端連接供電電源，輸出電阻R13的輸出端與電容C2的輸入端連接之后與檢零端連接；電容C2的另一端與光敏三極管的發(fā)射極相連。下面以具體實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作過程。選取電阻R1、R2、R3、R4、R5 為插件電阻，阻值為 IOOkQ ;電阻 R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13為貼片電阻，阻值為IkQ ;電容C1、C2為普通電容，性能參數(shù)為4. 7F/10kV ;二極管Dl為快恢復(fù)外延二極管，反向耐壓值為400V ;二極管D2和二極管D3為穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓值為5. 6V ;放大器Al輸出的躍變電壓為正5V或負(fù)5V，電源引腳外接5V電源，接地引腳接地；光電耦合器OPl外接5V電源；R12外接3. 3V電源；輸入三相交流電壓為220V，所有元器件均采用高精度。請(qǐng)參閱圖2，顯示為本實(shí)用新型的一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路的使用連接示意圖。如圖2所示，若要檢測(cè)A相電壓的過零，將所述相電壓的A相輸出端uA連接一個(gè)相電壓檢零電路I ;若要檢測(cè)B相電壓的過零，將所述相電壓的B相輸出端uB連接一個(gè)相電壓檢零電路I ;若要檢測(cè)C相電壓的過零，將所述相電壓的C相輸出端U。連接一個(gè)相電壓檢零電路I。I、對(duì)于A相電壓的過零檢測(cè)電阻Rl的輸入端連接A相電壓的輸出端uA。 若A相電壓為正電壓，A相電壓的相電壓經(jīng)Rl、R2、R3、R4、R5分壓，電阻R6獲得分壓電壓，電阻R5的輸入端連入比較器Al的負(fù)極輸入端；由于所述分壓電壓高于二極管Dl和D2的導(dǎo)通電壓，所述分壓電壓經(jīng)二極管D2限壓保護(hù)后，進(jìn)入比較器Al的負(fù)極輸入端；所述分壓電壓進(jìn)入二極管D1，經(jīng)電阻R7、R8分壓，電阻R9獲得二次分壓的比較電壓，所述比較電壓進(jìn)入比較器Al的正極輸入端；因?yàn)樗龇謮弘妷捍笥谒霰容^電壓，所以比較器Al輸出負(fù)值，此時(shí)光電I禹合器01的發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光,光敏三極管受光工作,將輸出電阻R13的輸出電壓降為零，所以第一檢零端Za為零電壓。若A相電壓為負(fù)電壓，A相電壓的相電壓經(jīng)Rl、R2、R3、R4、R5分壓，電阻R6獲得分壓電壓，電阻R5的輸入端連入比較器Al的負(fù)極輸入端；由于所述分壓電壓低于二極管Dl和D2的導(dǎo)通電壓，二極管Dl和D2截止，二極管D3對(duì)所述分壓電壓進(jìn)行限壓保護(hù)后，進(jìn)入比較器Al的負(fù)極輸入端；電容Cl對(duì)電阻R7、R8和R9進(jìn)行充電，電阻R9獲得比較電壓進(jìn)入比較器Al的正極輸入端；因?yàn)樗龇謮弘妷盒∮谒霰容^電壓，所以比較器Al輸出正值，此時(shí)光電稱合器01的發(fā)光二極管導(dǎo)通截止,不發(fā)光,光敏三極管不工作，電阻R12的供電電源通過供電電阻R12和輸出電阻R13向電容C2充電，所以檢零端Za為正電壓。A相相電壓由零電壓向正電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)刻即為A相相電壓由正過零點(diǎn)時(shí)刻，反之A相相電壓由正電壓向零電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)刻為由負(fù)過零點(diǎn)時(shí)刻，從而完成A相相電壓檢零。2、對(duì)于B相電壓的過零檢測(cè)、[0045]電阻Rl的輸入端連接B相電壓的輸出端uB。過零檢測(cè)過程與A相電壓的過零檢測(cè)相同。[0046]檢測(cè)端Zb檢測(cè)到正電壓和零電壓，B相相電壓由零電壓向正電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)刻即為B相相電壓由正過零點(diǎn)時(shí)刻，反之B相相電壓由正電壓向零電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)刻為由負(fù)過零點(diǎn)時(shí)刻，從而完成B相相電壓檢零。3、對(duì)于C相電壓的過零檢測(cè)電阻Rl的輸入端連接C相電壓的輸出端uc。過零檢測(cè)過程與A相電壓的過零檢測(cè)相同。檢測(cè)端Zc檢測(cè)到正電壓和零電壓，C相相電壓由零電壓向正電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)刻即為C相相電壓由正過零點(diǎn)時(shí)刻，反之C相相電壓由正電壓向零電壓轉(zhuǎn)換的時(shí)刻為由負(fù)過零點(diǎn)時(shí)刻，從而完成C相相電壓檢零。綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路，具有如下優(yōu)勢(shì)I通過設(shè)置有分壓?jiǎn)卧?、比較單元和控制輸出單元的電路，可以有效檢測(cè)到相電壓過零，適合各種需要檢測(cè)相電壓過零點(diǎn)的場(chǎng)合，具有重要的利用價(jià)值；2、利用電阻進(jìn)行分壓，利用放大器的正反向輸入端電壓正負(fù)不同時(shí)輸出的值會(huì)在放大器供電電壓間跳動(dòng)的原理，采用光電耦合器控制檢零端的電壓，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；3、本實(shí)用新型的相電壓檢零電路還具有通用性強(qiáng)和成本低廉的優(yōu)勢(shì)。所以，本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。上述實(shí)施例僅例示性說明本實(shí)用新型的原理及其功效，而非用于限制本實(shí)用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本實(shí)用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求1.一種光電稱合隔離的相電壓檢零電路，與三相電中任意一相的輸出端連接，其特征在于，所述相電壓檢零電路包括 與三相電中的任意一相的輸出端相連，對(duì)任意一相的相電壓進(jìn)行分壓并輸出分壓電壓的分壓?jiǎn)呜＃? 與所述分壓単元的輸出端相連，對(duì)分壓?jiǎn)卧敵龅姆謮弘妷号c將所述分壓電壓再次分壓得到的比較電壓進(jìn)行比較以輸出躍變電壓的比較單元； 與所述比較単元的輸出端相連，根據(jù)所述比較單元輸出的躍變電壓，控制并輸出檢零電壓信號(hào)到檢零端的控制輸出単元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電耦合隔離的相電壓檢零電路，其特征在于所述檢零電壓信號(hào)包括正電壓信號(hào)和零電壓信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電耦合隔離的相電壓檢零電路，其特征在于所述分壓?jiǎn)呜０ǖ谝环謮鹤与娐?；所述第一分壓子電路的輸入端與三相電中的任意一相的輸出端相連，所述第一分壓子電路的輸出端與比較單元的輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電耦合隔離的相電壓檢零電路，其特征在于所述第一分壓子電路的輸出端還連有第二分壓子電路，所述第二分壓子電路的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光電耦合隔離的相電壓檢零電路，其特征在于所述比較單元包括與第一分壓子電路的輸出端相連、對(duì)分壓?jiǎn)卧敵龅姆謮弘妷哼M(jìn)行二次分壓得到比較電壓的比較子電路；對(duì)所述分壓電壓和所述比較電壓進(jìn)行比較并輸出躍變電壓的比較器；所述比較器的輸入端ー極與所述第一分壓子電路的輸出端相連，所述比較器的輸入端另ー極與所述比較子電路的輸出端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電耦合隔離的相電壓檢零電路，其特征在于所述比較子電路包括第三分壓子電路；所述第三分壓子電路的輸入端與第一分壓子電路的輸出端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光電耦合隔離的相電壓檢零電路，其特征在于所述第三分壓子電路的輸出端還連有第四分壓子電路，所述第四分壓子電路的另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電耦合隔離的相電壓檢零電路，其特征在于所述控制輸出単元包括與比較器的輸出端相連、用于控制輸出零電壓信號(hào)到檢零端的光電耦合器；與光電耦合器相連，用于控制輸出正電壓信號(hào)到檢零端的控制子電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光電耦合隔離的相電壓檢零電路，其特征在于所述光電耦合器包括發(fā)光二極管和光敏三極管；所述發(fā)光二極管的陽極與外部電源相連，陰極與所述比較器的輸出端相連；所述外部電源的輸出電壓小于或等于所述比較器輸出的躍變電壓的正電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的光電耦合隔離的相電壓檢零電路，其特征在于所述控制子電路包括與光電耦合器的輸出端相連的輸出電阻與供電電阻，所述供電電阻的另一端與供電電源連接，所述輸出電阻的另一端與檢零端連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種光電耦合隔離的相電壓檢零電路，與三相電中任意一相的輸出端連接，所述相電壓檢零電路包括與三相電中的任意一相的輸出端相連，對(duì)任意一相的相電壓進(jìn)行分壓并輸出分壓電壓的分壓?jiǎn)卧?；與分壓?jiǎn)卧妮敵龆讼噙B，對(duì)分壓?jiǎn)卧敵龅姆謮弘妷号c將所述分壓電壓再次分壓得到的比較電壓進(jìn)行比較、并輸出躍變電壓比較單元；與比較單元的輸出端相連，根據(jù)比較單元輸出的躍變電壓，控制并輸出檢零電壓信號(hào)到檢零端的控制輸出單元。本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，通過躍變電壓，向檢零端輸出零電壓和正電壓，可以有效檢測(cè)到相電壓過零。
文檔編號(hào)G01R19/175GK202421310SQ20112054494
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者劉智翎, 劉極上, 王鵬, 艾永保, 邱海陵 申請(qǐng)人:上海儒競(jìng)電子科技有限公司