[實用新型]一種三相電源的故障檢測保護電路及變頻空調器

有效

• 申請號: 201220737261.8
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN202997527U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 尹發展;陳建兵
• 申請（專利權）人: 海信（山東）空調有限公司
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術領域

本實用新型屬于電源電力檢測技術領域，具體地說，是涉及一種用于對三相電源是否異常進行檢測并實施保護的電路以及采用這種三相電源故障檢測保護電路設計的變頻空調器。

背景技術

三相整流電路就是將三相交流電能轉換為直流電能的電路，它在直流電機調速、發電機的勵磁調節、電解、電鍍等領域都得到了廣泛應用。并且，隨著新興技術的發展和市場需求的不斷擴大，三相整流技術在家電產品上也得到了越來越廣泛地應用。

三相交流電源大多應用在大功率場合，目前對于5KW以上的大功率變頻空調器來說，通常采用三相電源供電，能夠滿足大戶型家庭、某些廠區或者公共場所的使用需求。三相電源在空調產品或在某些工業應用場合都要求三相電源不能缺相，并且相電壓要求平衡。在變頻空調器的應用中，為了保護逆變電路，還需要具有瞬時斷電檢測功能，這些都對三相電源在變頻空調器中的應用提出了更高的要求。

在三相變頻空調器中，其變頻壓縮機驅動電路主要由三部分組成：整流電路、濾波電路和逆變電路，參見圖1所示。其中，整流電路通常采用六個整流二極管D1-D6連接形成三相全橋整流電路，將三相交流輸入電源Ua、Ub、Uc整流成直流電源。由于整流后的直流電壓存在脈動紋波，濾波電路的作用就是對整流后的直流電壓進行濾波處理，得到較為平滑的直流電源，為后續的逆變電路提供穩定的直流母線電壓。逆變電路的作用就是在處理器的控制下將直流母線電壓逆變成頻率和電壓可變的三相交流電源，為后續負載——變頻壓縮機供電，控制變頻壓縮機運行。

當輸入到變頻空調器中的三相交流電源的三相電壓出現不平衡或者缺相問題時，會對變頻空調器產生嚴重的危害。具體來講，當三相電壓不平衡時，例如Ua電壓低于其它兩相電壓Ub、Uc時，處于電壓較低的一組整流二極管D1和D4的整流電流減小，導通時間也隨之縮短，在后續負載功率不變的情況下，其它兩組整流二極管D2、D3、D5、D6的整流電流變大。由于流經整流二極管D1-D6的電流不均勻，導致某些整流二極管發熱，而整流二極管的內阻又呈現負溫度系數的特性，即溫度越高的二極管，其內阻越小，而內阻越小的二極管，其流經的電流就越大，由此引發惡性循環，長時間運行會造成整流二極管的擊穿。三相電源缺相的危害是三相電壓不平衡的極限情況，因此這種情況造成的危害將會更加嚴重。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種三相電源的故障檢測及保護電路，旨在為借助三相電源的整流濾波電壓來判斷三相電源是否異常的檢測技術提供一種硬件上的支持。

為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種三相電源的故障檢測保護電路，包括整流電路、濾波電路、逆變電路和控制器；所述整流電路的交流側連接三相電源，直流側通過一開關電路連接所述的濾波電路，通過濾波電路輸出直流母線電壓至所述的逆變電路；所述直流母線電壓通過采樣電路生成采樣電壓，輸出至所述的控制器，所述控制器根據采樣電壓計算出直流母線電壓的紋波電壓大小，進而根據紋波電壓生成控制信號輸出至所述的開關電路，以控制所述開關電路通斷。

優選的，在所述開關電路中設置有一繼電器，繼電器的活動觸點串聯在整流電路與濾波電路之間，繼電器的線圈一端連接直流電源，另一端連接一NPN型三極管的集電極，所述NPN型三極管的發射極接地，基極接收所述控制器輸出的控制信號。

為了在三相電源發生相電壓不平衡或者缺相故障時，仍能夠滿足電控系統中直流低壓負載的供電需求，在所述繼電器的活動觸點的兩端并聯有熱敏電阻。當所述三相電源發生故障時，通過整流電路輸出的直流電源經由熱敏電阻傳輸至濾波電路進行濾波處理，進而通過開關電源電路生成直流低壓負載所需的低壓直流電源，維持直流低壓負載繼續運行。

優選的，所述采樣電路優選采用由多個分壓電阻串聯而成的分壓網絡，并聯在濾波電路的輸出側，通過分壓網絡的其中一個分壓節點輸出采樣電壓至所述的控制器。

為了提高濾波效果，在所述濾波電路中設置有六個電解電容，且每兩個電解電容串聯形成一條串聯支路，三條串聯支路分別并聯在整流電路的直流側，且三條串聯支路的中間節點連接在一起。

為了使分配到每個電解電容的電壓均衡，在所述濾波電路的輸出側還并聯有由兩個平衡電阻串聯而成的平衡電路，兩個平衡電阻的中間節點與所述三條串聯支路的中間節點相連接。

進一步的，所述整流電路的交流側通過串聯的熔斷器連接所述的三相電源。