基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序檢測電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序檢測電路，視相序正確與否，某相同步脈沖信號下降沿到來時所對應(yīng)的另外兩相脈沖信號電平高低組合不同。某相同步脈沖信號經(jīng)微分電路的輸出信號與另外兩相同步脈沖信號輸入至組合邏輯電路，組合邏輯電路按正相序時輸出某相同步脈沖信號下降沿信號而錯相時輸出低電平信號進(jìn)行設(shè)計，由此進(jìn)行相序檢測，當(dāng)出現(xiàn)三相電源相序不正確時將報警并自動斷開三相電源。采用價格低廉、應(yīng)用廣泛的集成運算放大電路和集成門電路，配以少量分立元器件，可實現(xiàn)相序正確與否的檢測與錯相自動報警與保護(hù)。
【專利說明】
基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序檢測電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及一種檢測電路，特別是一種基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序 檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 三相電源相序?qū)崟r監(jiān)測及錯相報警與保護(hù)是確保光伏并網(wǎng)逆變器等可再生能源 并網(wǎng)發(fā)電變流器安全可靠運行的重要技術(shù)之一。當(dāng)三相電源相序不正確時，應(yīng)迅速報警和 自動切斷三相電源，以保護(hù)并網(wǎng)逆變器。
[0003] 雖然將三相同步檢測脈沖信號接至單片機或DSP的輸入接口，采用軟件算法可以 實現(xiàn)三相電源相序及缺相故障實時監(jiān)測，但消耗了單片機或DSP的軟硬件資源，增加了數(shù)字 控制器的負(fù)擔(dān)。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用日益廣泛，采用以集成電路為核心的硬件 電路對三相電源相序進(jìn)行實時監(jiān)測及錯相報警與保護(hù)具有實用價值。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相 序檢測電路。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序檢測電路，其特征在于:三相同步脈沖 信號Ua、Ub、Uc分別與六反相器TTL集成電路74LS04的9腳、13腳和1腳連接，六反相器TTL集 成電路74LS04的2腳與門TTL集成電路74LS08的1腳連接，六反相器TTL集成電路74LS04的5 腳和8腳連接，六反相器TTL集成電路74LS04的6腳與電容Ca的一端連接，六反相器TTL集成 電路74LS04的7腳接地，六反相器TTL集成電路74LS04的10腳與門TTL集成電路74LS08的2腳 連接，六反相器TTL集成電路74LS04的11腳和12腳連接，六反相器TTL集成電路74LS04的14 腳連接直流電源VDD連接，電容Ca另一端與集成運放LM324的2腳和電阻Ra-端連接，電阻Ra 另一端與集成運放LM324的1腳和門TTL集成電路74LS08的5腳連接，集成運放LM324的3腳與 電阻Rb-端連接，電阻Rb另一端接地，集成運放LM324的4腳連接直流電源VDD，集成運放 LM324的5腳與電阻Rc-端連接，集成運放LM324的6腳和7腳與門TTL集成電路74LS08的9腳 連接，集成運放LM324的11腳接地，門TTL集成電路74LS08的3腳和4腳連接，門TTL集成電路 74LS08的6腳與電阻R3-端連接，門TTL集成電路74LS08的7腳接地，門TTL集成電路74LS08 的8腳分別與電阻R5和電阻R4-端連接，電阻R5另一端與光電二極管VD正極連接，光電二極 管VD負(fù)極接地，電阻R4另一端與三極管VT2基極連接，三極管VT2發(fā)射極接地，三極管VT2集 電極分別與二極管D1正極和繼電器J 一端連接電源VJ，二極管D1負(fù)極和繼電器J另一端連 接，門TTL集成電路74LS08的10腳與電阻R2-端連接，門TTL集成電路74LS08的14腳分別與 直流電源VDD、電阻R2另一端和電阻R1 -端連接，電阻R1另一端與三極管VT1集電極、電容C1 一端和電阻Rc另一端連接，三極管VT1基極與電阻R3另一端連接，三極管VT1發(fā)射極和電容 C1另一端接地。
[0007] 進(jìn)一步地，所述電源VJ采用+12V的直流電源。
[0008] 進(jìn)一步地，所述電容Ca為O.OOlyF的微分電容。
[0009] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果:本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，采用價 格低廉、應(yīng)用廣泛的集成運算放大電路和集成門電路，配以少量分立元器件，可實現(xiàn)相序正 確與否的檢測與錯相自動報警與保護(hù)。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型的基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序檢測電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖并通過實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實施例是對 本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0012] 如圖所示，本實用新型的一種基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序檢測電路，其 特征在于:三相同步脈沖信號Ua、Ub、Uc分別與六反相器TTL集成電路74LS04的9腳、13腳和1 腳連接，六反相器TTL集成電路74LS04的2腳與門TTL集成電路74LS08的1腳連接，六反相器 TTL集成電路74LS04的5腳和8腳連接，六反相器TTL集成電路74LS04的6腳與電容Ca的一端 連接，六反相器TTL集成電路74LS04的7腳接地，六反相器TTL集成電路74LS04的10腳與門 TTL集成電路74LS08的2腳連接，六反相器TTL集成電路74LS04的11腳和12腳連接，六反相器 TTL集成電路74LS04的14腳連接直流電源VDD連接，電容Ca另一端與集成運放LM324的2腳和 電阻Ra-端連接，電阻Ra另一端與集成運放LM324的1腳和門TTL集成電路74LS08的5腳連 接，集成運放LM324的3腳與電阻Rb-端連接，電阻Rb另一端接地，集成運放LM324的4腳連接 直流電源VDD，集成運放LM324的5腳與電阻Rc-端連接，集成運放LM324的6腳和7腳與門TTL 集成電路74LS08的9腳連接，集成運放LM324的11腳接地，門TTL集成電路74LS08的3腳和4腳 連接，門TTL集成電路74LS08的6腳與電阻R3-端連接，門TTL集成電路74LS08的7腳接地，門 TTL集成電路74LS08的8腳分別與電阻R5和電阻R4-端連接，電阻R5另一端與光電二極管VD 正極連接，光電二極管VD負(fù)極接地，電阻R4另一端與三極管VT2基極連接，三極管VT2發(fā)射極 接地，三極管VT2集電極分別與二極管D1正極和繼電器J 一端連接電源VJ，二極管D1負(fù)極和 繼電器J另一端連接，門TTL集成電路74LS08的10腳與電阻R2-端連接，門TTL集成電路 74LS08的14腳分別與直流電源VDD、電阻R2另一端和電阻R1-端連接，電阻R1另一端與三極 管VT1集電極、電容C1 一端和電阻Rc另一端連接，三極管VT1基極與電阻R3另一端連接，三極 管VT1發(fā)射極和電容C1另一端接地。
[0013] 電源VJ采用+12V的直流電源。電容Ca為O.OOlyF的微分電容，電容C2為0.166yF。繼 電器J選擇型號為JZX-2 2F (D) /4Z的直流繼電器。
[0014]如圖1所示，Ua、Ub、Uc為三相同步脈沖信號，其與三相電網(wǎng)之間可有一定的相位 移，但該相位移的值應(yīng)固定，且三相一致。將三相同步檢測脈沖信號經(jīng)六反相器TTL集成電 路74LS04整形、處理，其中，Ua接74LS04的9腳(反相器4的輸入），反相器4的輸出即74LS04的 8腳接74LS04的5腳(反相器3的輸入），反相器3的輸出即74LS04的6腳為Ua經(jīng)74LS04整形后 的同相輸出信號;Ub接74LS04的13腳(反相器6的輸入），反相器6的輸出即74LS04的12腳接 74LS04的11腳(反相器5的輸入），反相器5的輸出即74LS04的10腳為Ub經(jīng)74LS04整形后的同 相輸出信號；Uc接74LS04的1腳（反相器1的輸入），反相器1的輸出即74LS04的2腳為Uc經(jīng) 74LS04后的反相輸出信號泛￡[，集成運放LM324的第1組運放電路（同相輸入端IN1 +、反相輸 入端IN1 -、輸出端OUT 1)和電容Ca、電阻Ra構(gòu)成對Ua的反相微分電路，LM324的1腳即OUT 1信 號與Ua導(dǎo)數(shù)的負(fù)值成正比。Ub經(jīng)74LS04整形后的同相輸出信號接四2輸入與門TTL集成電路 74LS08的2腳，Uc經(jīng)74LS04后的反相輸出信號巧接74LS08的1腳，74LS08的3腳接74LS08的4 腳，LM324的1腳即0UT1信號接74LS08的5腳，因此，74LS08的6腳即Q1信號為0UTl、Ub、iJ e3f 信號的邏輯與，若相序正確，Q1信號為與Ua導(dǎo)數(shù)的負(fù)值成正比的信號，即與A相同步脈沖下 降沿對應(yīng)的正向尖脈沖;若相序不正確，Q1信號為低電平。Q1信號為控制電容C1充放電的 NPN晶體三極管VT1的基極偏置信號，若相序正確，晶體三極管VT1每隔一個工頻周期因基極 獲得正向尖脈沖而導(dǎo)通一次，相應(yīng)電容C1放電一次，通過合理設(shè)置電阻R1、電容C1即C1的充 電時間常數(shù)可使電容C1端電壓不超出低電平的上限；而若相序不正確，晶體三極管VT1因基 極無偏置而截止，電容C1無放電回路，電容兩端電壓將上升至高電平。集成運放LM324的第2 組運放電路（同相輸入端IN2+、反相輸入端IN2-、輸出端0UT2)構(gòu)成對電容C1端電壓即Q2信 號的同相跟隨器，其輸出經(jīng)四2輸入與門TTL集成電路74LS08的第3個與門電路輸出控制發(fā) 光二極管VD和繼電器J的信號Q3，若相序正確，Q3為低電平，發(fā)光二極管VD不發(fā)光，VT2截止， 繼電器J不得電;若相序不正確，Q3為高電平，發(fā)光二極管VD獲得驅(qū)動信號而發(fā)光報警，與此 同時，晶體管VT2導(dǎo)通，繼電器J得電工作，J的常閉接點打開，自動切斷三相電源。
[0015]本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本實用新型所作的舉例說明。本實用新型 所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方 式替代，只要不偏離本實用新型說明書的內(nèi)容或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng) 屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序檢測電路，其特征在于:三相同步脈沖信 號Ua、Ub、Uc分別與六反相器TTL集成電路74LS04的9腳、13腳和1腳連接，六反相器TTL集成 電路74LS04的2腳與門TTL集成電路74LS08的1腳連接，六反相器TTL集成電路74LS04的5腳 和8腳連接，六反相器TTL集成電路74LS04的6腳與電容Ca的一端連接，六反相器TTL集成電 路74LS04的7腳接地，六反相器TTL集成電路74LS04的10腳與門TTL集成電路74LS08的2腳連 接，六反相器TTL集成電路74LS04的11腳和12腳連接，六反相器TTL集成電路74LS04的14腳 連接直流電源VDD連接，電容Ca另一端與集成運放LM324的2腳和電阻Ra-端連接，電阻Ra另 一端與集成運放LM324的1腳和門TTL集成電路74LS08的5腳連接，集成運放LM324的3腳與電 阻Rb-端連接，電阻Rb另一端接地，集成運放LM324的4腳連接直流電源VDD，集成運放LM324 的5腳與電阻Rc-端連接，集成運放LM324的6腳和7腳與門TTL集成電路74LS08的9腳連接， 集成運放LM324的11腳接地，門TTL集成電路74LS08的3腳和4腳連接，門TTL集成電路74LS08 的6腳與電阻R3-端連接，門TTL集成電路74LS08的7腳接地，門TTL集成電路74LS08的8腳分 別與電阻R5和電阻R4-端連接，電阻R5另一端與光電二極管VD正極連接，光電二極管VD負(fù) 極接地，電阻R4另一端與三極管VT2基極連接，三極管VT2發(fā)射極接地，三極管VT2集電極分 別與二極管Dl正極和繼電器J 一端連接電源VJ，二極管Dl負(fù)極和繼電器J另一端連接，門TTL 集成電路74LS08的10腳與電阻R2-端連接，門TTL集成電路74LS08的14腳分別與直流電源 VDD、電阻R2另一端和電阻Rl -端連接，電阻Rl另一端與三極管VTl集電極、電容Cl 一端和電 阻Rc另一端連接，三極管VTl基極與電阻R3另一端連接，三極管VTl發(fā)射極和電容Cl另一端 接地。2. 按照權(quán)利要求1所述的基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序檢測電路，其特征在于： 所述電源VJ采用+12V的直流電源。3. 按照權(quán)利要求1所述的基于同步脈沖信號下降沿捕獲的相序檢測電路，其特征在于： 所述電容Ca為0.0 OlyF的微分電容。
【文檔編號】G01R29/18GK205594080SQ201620153317
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】王宏華, 王成亮, 許煥清, 范立新, 戴鋒, 蔣泉, 蔣一泉, 鄧潔清
【申請人】江蘇方天電力技術(shù)有限公司, 河海大學(xué), 國網(wǎng)江蘇省電力公司, 國家電網(wǎng)公司