CN107591783B - 一种三相电源保护电路及三相电源保护电路的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种三相电源保护电路及三相电源保护电路的控制方法，三相电源保护电路包括：第一热敏电阻，第一热敏电阻连接于相电压线与第一整流电路之间；滤波电路，滤波电路连接于第一整流电路与开关电源之间；控制芯片，控制芯片的一端与开关电源的第一输出端相连接，控制芯片另一端与零线保护电路及第一继电器相连接；其中，第一热敏电阻在第一继电器未闭合时导通电路给滤波电路上的电解电容充电，滤波电路用于滤波以及提高电压范围适应性，控制芯片用于控制第一继电器及零线保护电路。本发明能够避免线电压供电或过电压供电时容易造成开关电源损坏的问题。

Description

一种三相电源保护电路及三相电源保护电路的控制方法

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种三相电源保护电路及三相电源保护电路的控制方法。

背景技术

在三相四线供电的应用中，存在220V相电压供电的负载器件，即其中一根火线和一根零线供电，但也可能接两根火线、缺零线或缺火线的情况。相关技术的三相四线供电的设备中，开关电源往往是由其中一根火线和一根零线供电，即220V供电，如果接入电源不对，或安装不注意，接错相时，特别是220V错接成380V供电时，开关电源部分会立即损毁，从而设备不工作。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个方面在于提出了一种三相电源保护电路。

本发明的另一个方面在于提出了一种三相电源保护电路的控制方法。

有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种三相电源保护电路，包括：第一热敏电阻，第一热敏电阻连接于相电压线与第一整流电路之间；滤波电路，滤波电路连接于第一整流电路与开关电源之间；控制芯片，控制芯片的一端与开关电源的第一输出端相连接，控制芯片另一端与零线保护电路及第一继电器相连接；其中，第一热敏电阻在第一继电器未闭合时导通电路给滤波电路上的电解电容充电，滤波电路用于滤波以及提高电压范围适应性，控制芯片用于控制第一继电器及零线保护电路。

本发明提供的三相电源保护电路，第一热敏电阻串联于相电压线与第一整流电路之间，并且与第一继电器并联，在第一继电器未吸合时，通过第一热敏电阻导通电路为滤波电路上的电解电容充电，开关电源为后级电路提供12V电源，为控制芯片提供5V电源，控制芯片控制第一继电器吸合后使开关电源正式工作，其中滤波电路并联在第一整流电路与开关电源之间，其作用除了滤波，还有应对输入端误接线电压时，整流电压过高而导致电容损坏的问题。本发明能够避免线电压供电或过电压供电时容易造成开关电源损坏的问题。同时开关电源自身检测到过电压时则不工作，切断5V、12V输出，保护后级电路。

根据本发明的上述三相电源保护电路，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，零线保护电路连接于零线与开关器件电路之间，并且与控制芯片相连接，零线保护电路用于在控制芯片的控制下保护后级电路。

在该技术方案中，三相电源保护电路中还包括零线保护电路，零线保护电路连接于零线与开关器件电路之间，并且与控制芯片相连接，在开关电源正常工作后，控制芯片通过控制零线保护电路内的器件的工作，进而保护后级的相电压的负载和器件。

在上述任一技术方案中，优选地，滤波电路包括第一电解电容、第二电解电容、第三电阻、第四电阻；第一电解电容与第二电解电容串联，第三电阻与第四电阻串联，第一电解电容和第二电解电容与第三电阻和第四电阻并联。

在该技术方案中，第一电解电容和第二电解电容串联再并联整流后的电路上，提高耐压能力，同时在每个电解电容上并联一个功率电阻，起到平衡分压的作用。当电路由相电压错接为两根火线供电，即线电压供电时，原来电源的薄弱环节电解电容部分因采取了两个电解电容(两个电容加起来的耐压值必须高于线电压整流后的电压值)串联的措施，解决电解电容因错接入线电压而爆炸的危险，而且串联电容的方案，应对高电压的可行性来说是最经济的。

在上述任一技术方案中，优选地，零线保护电路包括第二热敏电阻、第二继电器、第三继电器；第二热敏电阻及第二继电器串联于零线与开关器件电路之间，第三继电器与第二热敏电阻和第二继电器并联；或者第二继电器及第三继电器串联于零线与开关器件电路之间，第二热敏电阻与第三继电器并联。

在该技术方案中，零线保护电路内的连接方式有两种：(1)第二热敏电阻及第二继电器串联于零线与开关器件电路之间，第三继电器与第二热敏电阻和第二继电器并联；(2)第二继电器及第三继电器串联于零线与开关器件电路之间，第二热敏电阻与第三继电器并联；第一热敏电阻及第二热敏电阻为热敏电阻。在控制芯片控制第二继电器吸合后电路导通，通过第二热敏电阻限流为开关器件电路内的电解电容充电，再由控制芯片控制第三继电器吸合，此时(1)的情况为电流通过第三继电器提供给开关器件电路，(2)的情况为电流通过第二继电器及第三继电器提供给开关器件电路，进而保护开关电路。需要说明的是，(1)相比于(2)来说第二继电器与第三继电器不存在串联的情况，所以两个继电器的大小可以不同进而控制不同的负载。

在上述任一技术方案中，优选地，第二继电器及第三继电器分别与控制芯片相连接。

在该技术方案中，第二继电器及第三继电器分别与控制芯片相连接，进而通过控制芯片控制两个继电器的吸合，实现通过领先保护电路保护开关器件电路以及后级的相电压的负载和器件。

在上述任一技术方案中，优选地，第一继电器、第二继电器、第三继电器的控制端均接12V电源。

在该技术方案中，通过12V电源为第一继电器、第二继电器、第三继电器供电，保证继电器的正常工作。

在上述任一技术方案中，优选地，开关器件电路包括第二整流电路、第三电解电容、第四电解电容、薄膜电容、压敏电阻、功率电阻；第二整流电路、第三电解电容、第四电解电容、薄膜电容、压敏电阻、功率电阻相互并联。

在该技术方案中，开关器件电路包括第二整流电路、第三电解电容、第四电解电容、薄膜电容、压敏电阻、功率电阻，在第二继电器吸合后通过第二热敏电阻为该第三电解电容、第四电解电容充电，开关器件电路之后连接所需的负载，其中薄膜电容用于吸收浪涌，压敏电阻用于抗浪涌，功率电阻用于减少放电电容的放电时间。

在上述任一技术方案中，优选地，第一整流电路与零线相连接，第二整流电路与相电压线相连接；第二整流电路与相电压线之间串联有保险管。

在该技术方案中，第二整流电路与相电压线之间串联有保险管，保护第二整流电路安全运行。

根据本发明的另一个方面，提出了一种三相电源保护电路的控制方法，用于上述任一项的三相电源保护电路，包括：检测三相电源的电压是否正常；当三相电源的电压正常时，控制第一继电器延时预设时间后吸合；在控制第一继电器吸合后，判断三相电源的相序是否正确；当三相电源的相序正确时，控制第二继电器吸合为开关器件电路充电；判断开关器件电路是否充电完成；当开关器件电路充电完成时，控制第三继电器吸合使后级电路正常工作。

本发明提供的三相电源保护电路的控制方法，设备通电，在电源电压正常即电压为相电压的情况下，控制第一继电器延时吸合，防止电压不正常而导致继电器的损坏，进一步地判断三相电源的相序是否正确，当正确时说明三相电源的输入端没有接错，控制第二继电器吸合使零线导通，为开关器件电路充电，在开关器件电路充电完成后，控制第三继电器吸合使后级电路正常工作，从而避免相电压接成线电压或者接入的电源缺零线而造成器件损坏的情况，可以有效保护负载和元器件，并且电路的安全性好，方便实用。

根据本发明的上述三相电源保护电路的控制方法，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，优选地，还包括：当三相电源的电压不正常时，不控制第一继电器吸合，并继续检测三相电源的电压是否正常；当三相电源的相序不正确时，不控制第二继电器吸合，并继续判断开关器件电路是否充电完成；当开关器件电路充电未完成时，不控制第三继电器吸合，并继续判断开关器件电路是否充电完成。

在该技术方案中，当三相电源的电压不正常，即电压为线电压时，或者当三相电源的相序不正确时，则表明三相电源的输入端接错了，则控制第一继电器断开，或者控制第二继电器断开，避免负载及元器件受损。当开关器件电路充电未完成时，不控制第三继电器吸合，以保证开关器件电路的正常充电。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：在预设时间内为滤波电路及开关电源充电。

在该技术方案中，在预设时间内为滤波电路及开关电源充电，进而使开关电源能够给控制芯片提供5V电源，使控制芯片正常工作。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1a示出了本发明的一个实施例的三相电源保护电路的结构示意图；

图1b示出了本发明的一个实施例的三相电源保护电路的结构示意图；

图2示出了本发明的一个实施例的三相电源保护电路的控制方法的流程示意图。

其中，图1a及图1b中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

102第一热敏电阻，104第一整流电路，106滤波电路，108开关电源，110控制芯片，112零线保护电路，114第一继电器，116开关器件电路，1202第二热敏电阻，1204第二继电器，1206第三继电器，1208保险管，1602第二整流电路，1604第三电解电容，1606第四电解电容，1608薄膜电容，1610压敏电阻，1612功率电阻。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明第一方面的实施例，提出一种三相电源保护电路，图1a及图1b示出了本发明的三相电源保护电路的结构示意图。其中，该三相电源保护电路包括：

第一热敏电阻102，第一热敏电阻102连接于相电压线C与第一整流电路104之间；

滤波电路106，滤波电路106连接于第一整流电路104与开关电源108之间；

控制芯片110，控制芯片110的一端与开关电源108的第一输出端相连接，控制芯片110另一端与零线保护电路112及第一继电器114相连接；其中，第一热敏电阻102在第一继电器114未闭合时导通电路给滤波电路106电路上的电解电容充电，滤波电路106用于滤波以及提高电压范围适应性，控制芯片110用于控制第一继电器114及零线保护电路112。

本发明提供的三相电源保护电路，第一热敏电阻串102联于相电压线C与第一整流电路104之间，并且与第一继电器114并联，在第一继电器114未吸合时，通过第一热敏电阻102导通电路为滤波电路106上的电解电容充电，开关电源108为后级电路提供12V电源，为控制芯片110提供5V电源，控制芯片110控制第一继电器114吸合后使开关电源108正式工作，其中滤波电路106并联在第一整流电路104与开关电源108之间，其作用除了滤波，还有应对输入端误接线电压时，整流电压过高而导致电容损坏的问题。本发明能够避免线电压供电或过电压供电时容易造成开关电源108损坏的问题。同时开关电源108自身检测到过电压时则不工作，切断5V、12V输出，保护后级电路。

在本发明的一个实施例中，优选地，零线保护电路112连接于零线N与开关器件电路116之间，并且与控制芯片110相连接，零线保护电路112用于在控制芯片110的控制下保护后级电路。

在该实施例中，三相电源保护电路中还包括零线保护电路112，零线保护电路112连接于零线N与开关器件电路116之间，并且与控制芯片110相连接，在开关电源108正常工作后，控制芯片110通过控制零线保护电路112内的器件的工作，进而保护后级的相电压的负载和器件。

在本发明的一个实施例中，优选地，滤波电路106包括第一电解电容、第二电解电容、第三电阻、第四电阻；第一电解电容与第二电解电容串联，第三电阻与第四电阻串联，第一电解电容和第二电解电容与第三电阻和第四电阻并联。

在该实施例中，第一电解电容和第二电解电容串联再并联整流后的电路上，提高耐压能力，同时在每个电解电容上并联一个功率电阻，起到平衡分压的作用。当电路由相电压错接为两根火线供电，即线电压供电时，原来电源的薄弱环节电解电容部分因采取了两个电解电容(两个电容加起来的耐压值必须高于线电压整流后的电压值)串联的措施，解决电解电容因错接入线电压而爆炸的危险，而且串联电容的方案，应对高电压的可行性来说是最经济的。

在本发明的一个实施例中，优选地，零线保护电路12包括第二热敏电阻1202、第二继电器1204、第三继电器1206；如图1a所示，第二热敏电阻1202及第二继电器1204串联于零线N与开关器件电路116之间，第三继电器1206与第二热敏电阻1202和第二继电器1204并联；或者如图1b所示，第二继电器1204及第三继电器1206串联于零线N与开关器件电路116之间，第二热敏电阻1202与第三继电器1206并联。

在该实施例中，零线保护电路112内的连接方式有两种：(1)第二热敏电阻1202及第二继电器1204串联于零线N与开关器件电路116之间，第三继电器1206与第二热敏电阻1202和第二继电器1204并联；(2)第二继电器1204及第三继电器1206串联于零线N与开关器件电路116之间，第二热敏电阻1202与第三继电器1206并联；第一热敏电阻102及第二热敏电阻1202为热敏电阻。在控制芯片110控制第二继电器1204吸合后电路导通，通过第二热敏电阻1202限流为开关器件电路116内的电解电容充电，再由控制芯片110控制第三继电器1206吸合，此时(1)的情况为电流通过第三继电器1206提供给开关器件电路116，(2)的情况为电流通过第二继电器1204及第三继电器1206提供给开关器件电路116，进而保护开关电路。需要说明的是，(1)相比于(2)来说第二继电器1204与第三继电器1206不存在串联的情况，所以两个继电器的大小可以不同进而控制不同的负载。

在本发明的一个实施例中，优选地，第二继电器1204及第三继电器1206分别与控制芯片110相连接。

在该实施例中，第二继电器1204及第三继电器1206分别与控制芯片110相连接，进而通过控制芯片110控制两个继电器的吸合，实现通过领先保护电路保护开关器件电路116以及后级的相电压的负载和器件。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一继电器114、第二继电器1204、第三继电器1206的控制端均接12V电源。

在该实施例中，通过12V电源为第一继电器114、第二继电器1204、第三继电器1206供电，保证继电器的正常工作。

在本发明的一个实施例中，优选地，开关器件电路116包括第二整流电路1602、第三电解电容1604、第四电解电容1606、薄膜电容1608、压敏电阻1610、功率电阻1612；第二整流电路1602、第三电解电容1604、第四电解电容1606、薄膜电容1608、压敏电阻1610、功率电阻1612相互并联。

在该实施例中，开关器件电路包括第二整流电路1602、第三电解电容1604、第四电解电容1606、薄膜电容1608、压敏电阻1610、功率电阻1612，在第二继电器1204吸合后通过第二热敏电阻1202为该第三电解电容1604、第四电解电容1606充电，开关器件电路116之后连接负载，其中薄膜电容1608用于吸收浪涌，压敏电阻1610用于抗浪涌，功率电阻1612用于减少放电电容的放电时间。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一整流电路104与零线N相连接，第二整流电路1608与相电压线C相连接；第二整流电路1608与相电压线C之间串联有保险管1208。

在该实施例中，第二整流电路与相电压线C之间串联有保险管1208，保护第二整流电路1602安全运行。

本发明第二方面的实施例，提出一种三相电源保护电路的控制方法，用于上述任一项的三相电源保护电路，图2示出了本发明的一个实施例的三相电源保护电路的控制方法的流程示意图。其中，该方法包括：

步骤202，检测三相电源的电压是否正常；

步骤204，当三相电源的电压正常时，控制第一继电器延时预设时间后吸合；

步骤206，当三相电源的电压不正常时，不控制第一继电器吸合，并继续检测三相电源的电压是否正常；

步骤208，在控制第一继电器吸合后，判断三相电源的相序是否正确；

步骤210，当三相电源的相序正确时，控制第二继电器吸合为开关器件电路充电；

步骤212，当三相电源的相序不正确时，不控制第二继电器吸合，并继续判断开关器件电路是否充电完成；

步骤214，判断开关器件电路是否充电完成；

步骤216，当开关器件电路充电完成时，控制第三继电器吸合使后级电路正常工作；

步骤218，当开关器件电路充电未完成时，不控制第三继电器吸合，并继续判断开关器件电路是否充电完成。

本发明提供的三相电源保护电路的控制方法，设备通电，在电源电压正常即电压为相电压的情况下，控制第一继电器延时吸合，防止电压不正常而导致继电器的损坏，进一步地判断三相电源的相序是否正确，当正确时说明三相电源的输入端没有接错，控制第二继电器吸合使零线导通，为开关器件电路充电，在开关器件电路充电完成后，控制第三继电器吸合使后级电路正常工作，从而避免相电压接成线电压或者接入的电源缺零线而造成器件损坏的情况，可以有效保护负载和元器件，并且电路的安全性好，方便实用。当三相电源的电压不正常，即电压为线电压时，或者当三相电源的相序不正确时，则表明三相电源的输入端接错了，则控制第一继电器断开，或者控制第二继电器断开，避免负载及元器件受损。当开关器件电路充电未完成时，不控制第三继电器吸合，以保证开关器件电路的正常充电。

在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：在预设时间内为滤波电路及开关电源充电。

在该实施例中，在预设时间内为滤波电路及开关电源充电，进而使开关电源能够给控制芯片提供5V电源，使控制芯片正常工作。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三相电源保护电路，其特征在于，包括：

第一热敏电阻，所述第一热敏电阻连接于相电压线与第一整流电路之间；

滤波电路，所述滤波电路连接于所述第一整流电路与开关电源之间；

控制芯片，所述控制芯片的一端与所述开关电源的第一输出端相连接，所述控制芯片还与零线保护电路及第一继电器相连接；

其中，所述第一热敏电阻在所述第一继电器未闭合时导通电路给所述滤波电路上的电解电容充电，所述滤波电路用于滤波以及提高电压范围适应性，所述控制芯片用于控制所述第一继电器及所述零线保护电路；

所述零线保护电路包括第二热敏电阻、第二继电器、第三继电器；

所述第二热敏电阻及所述第二继电器串联于零线与开关器件电路之间，所述开关器件电路之后连接所需负载，所述第三继电器与所述第二热敏电阻和所述第二继电器并联，或者所述第二继电器及所述第三继电器串联于所述零线与所述开关器件电路之间，所述第二热敏电阻与所述第三继电器并联。

2.根据权利要求1所述的三相电源保护电路，其特征在于，

所述零线保护电路连接于所述零线与所述开关器件电路之间，并且与所述控制芯片相连接，所述零线保护电路用于在所述控制芯片的控制下保护后级电路。

3.根据权利要求1所述的三相电源保护电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电解电容、第二电解电容、第三电阻、第四电阻；

所述第一电解电容与所述第二电解电容串联，所述第三电阻与所述第四电阻串联，所述第一电解电容和所述第二电解电容与所述第三电阻和所述第四电阻并联。

4.根据权利要求1所述的三相电源保护电路，其特征在于，所述第二继电器及所述第三继电器分别与所述控制芯片相连接。

5.根据权利要求4所述的三相电源保护电路，其特征在于，所述第一继电器、所述第二继电器、所述第三继电器的控制端均接12V电源。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的三相电源保护电路，其特征在于，所述开关器件电路包括第二整流电路、第三电解电容、第四电解电容、薄膜电容、压敏电阻、功率电阻；

所述第二整流电路、所述第三电解电容、所述第四电解电容、所述薄膜电容、所述压敏电阻、所述功率电阻相互并联。

7.根据权利要求6所述的三相电源保护电路，其特征在于，所述第一整流电路与所述零线相连接，所述第二整流电路与所述相电压线相连接；

所述第二整流电路与所述相电压线之间串联有保险管。

8.一种三相电源保护电路的控制方法，用于如权利要求1至7中任一项所述的三相电源保护电路，其特征在于，包括：

检测三相电源的电压是否正常；

当所述三相电源的电压正常时，控制第一继电器延时预设时间后吸合；

在控制所述第一继电器吸合后，判断所述三相电源的相序是否正确；

当所述三相电源的相序正确时，控制第二继电器吸合为开关器件电路充电；

判断所述开关器件电路是否充电完成；

当所述开关器件电路充电完成时，控制第三继电器吸合使后级电路正常工作。

9.根据权利要求8所述的三相电源保护电路的控制方法，其特征在于，还包括：

当所述三相电源的电压不正常时，不控制所述第一继电器吸合，并继续检测三相电源的电压是否正常；

当所述三相电源的相序不正确时，不控制第二继电器吸合，并继续判断所述开关器件电路是否充电完成；

当所述开关器件电路充电未完成时，不控制第三继电器吸合，并继续判断所述开关器件电路是否充电完成。

10.根据权利要求8所述的三相电源保护电路的控制方法，其特征在于，还包括：

在所述预设时间内为滤波电路及开关电源充电。