專利名稱：檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的檢測三相或四相電流的電路參見圖2，它包括電流互感器、二極管、場效應(yīng)管、電阻，電流互感器接在三相或四相輸入電源端，A相的電流互感器同名端接二極管D1正端和D3負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D2正端和D4負(fù)端，B相的電流互感器同名端接二極管D5正端和D7負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D6正端和D8負(fù)端，C相的電流互感器同名端接二極管D9正端和D11負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D10正端和D12負(fù)端，N相的電流互感器同名端接二極管D13正端和D15負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D14正端和D16負(fù)端，二極管D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14負(fù)端相連并連接受控場效應(yīng)管漏極和二極管D17正端，D17負(fù)端和場效應(yīng)管柵極接工作電源和控制電路。A相的電流互感器感應(yīng)出來的電壓，通過二極管D1、D2、D3、D4、場效應(yīng)管、工作電源和控制電路、電阻R1形成一回路，在測壓電阻R1上形成一電壓，這樣將電流信號變換成電壓信號，提供給信號處理電路進行處理，對三相或四相電流進行保護。該檢測電路可運用于塑殼式電子控制器的斷路器進行保護，但對于接地故障保護還需外接零序互感器進行保護，這樣對于斷路器來說，體積增大，部件增多，不能滿足用戶的需求。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路，該電路利用了現(xiàn)有的三相或四相電流互感器來判斷出接地、不平衡、故障電流，電路結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路，包括電流互感器、二極管、場效應(yīng)管、電阻，電流互感器接在三相或四相輸入電源端，A相的電流互感器同名端接二極管D1正端和D3負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D2正端和D4負(fù)端，B相的電流互感器同名端接二極管D5正端和D7負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D6正端和D8負(fù)端，C相的電流互感器同名端接二極管D9正端和D11負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D10正端和D12負(fù)端，N相的電流互感器同名端接二極管D13正端和D15負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D14正端和D16負(fù)端，二極管D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14負(fù)端相連并連接受控場效應(yīng)管漏極和二極管D17正端，D17負(fù)端和場效應(yīng)管柵極接工作電源和控制電路，其特征是所述取樣電路還包括運算放大器電路，在二極管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8另一端接地，二極管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，電阻R9、R11、R13、R15另一端相連接并接入運算放大器輸入端的負(fù)端，電阻R10、R12、R14、R16另一端相連接并接入運算放大器輸入端的正端，運算放大器裝有平衡電阻R17和反饋電阻R18，運算放大器輸出接信號處理電路，在二極管D3、D7、D11、D15正端分別接有導(dǎo)線接入信號處理電路，信號處理電路輸出接執(zhí)行元件。
本實用新型是在現(xiàn)有的三相或四相的電流檢測電路的基礎(chǔ)上，通過改變橋式整流二極管電路，將每個互感器同名端和異名端輸出的二極管的電阻送入運算放大器輸入端，對取出的三相或四相電流的半波信號進行比較后判斷出接地、故障、不平衡電流，并輸入信號處理電路后由執(zhí)行元件進行執(zhí)行。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，將三相或四相電流的檢測與接地、故障、不平衡電流檢測合并為一個電路，使得電路緊湊、體積小，適用于塑殼式電子控制器的斷路器。


以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路電路圖；圖2為現(xiàn)有的檢測三相或四相電流電路圖。
具體實施方式
參見圖1，一種檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路，包括電流互感器H、二極管D、場效應(yīng)管V、電阻R、運算放大器電路。電流互感器H接在三相或四相輸入電源端，A相的電流互感器H1同名端接二極管D1正端和D3負(fù)端，電流互感器H1異名端接二極管D2正端和D4負(fù)端，B相的電流互感器H2同名端接二極管D5正端和D7負(fù)端，電流互感器H2異名端接二極管D6正端和D8負(fù)端，C相的電流互感器H3同名端接二極管D9正端和D11負(fù)端，電流互感器H3異名端接二極管D10正端和D12負(fù)端，N相的電流互感器H4同名端接二極管D13正端和D15負(fù)端，電流互感器H4異名端接二極管D14正端和D16負(fù)端。二極管D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14負(fù)端相連并連接受控場效應(yīng)管V漏極和二極管D17正端，D17負(fù)端和場效應(yīng)管V柵極接工作電源和控制電路1。在二極管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8另一端接地。電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是測壓電阻。二極管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，電阻R9、R11、R13、R15另一端相連接并接入運算放大器輸入端的負(fù)端；電阻R10、R12、R14、R16另一端相連接并接入運算放大器輸入端的正端，電阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16為運算放大器輸入電阻。運算放大器裝有平衡電阻R17和反饋電阻R18，運算放大器接成一典型的差動放大電路。運算放大器輸出接信號處理電路2，在二極管D3、D7、D11、D15正端分別接有導(dǎo)線接入信號處理電路2，信號處理電路2輸出接執(zhí)行元件3。
當(dāng)電流互感器H1流過電流時，次級感應(yīng)出電壓，二極管D1或D2導(dǎo)通，D17負(fù)端輸出的是工作電源和控制電路1所需的電源電壓，工作電源和控制電路1是一開關(guān)電源，當(dāng)D17輸出電壓達到所控制的電壓時，工作電源和控制電路1輸出一信號給場效應(yīng)管V柵極，場效應(yīng)管V導(dǎo)通，將電流互感器H1輸出電壓通過場效應(yīng)管V釋放。當(dāng)D17輸出電壓變低時，工作電源和控制電路1不輸出信號給場效應(yīng)管V，場效應(yīng)管V開路，這樣就建立了電路所需的各種工作電源。
當(dāng)電流互感器H1流過電流，次級感應(yīng)出電壓，二極管D1或D2導(dǎo)通，通過場效應(yīng)管V或工作電源和控制電路1，二極管D3、D4分別在測壓電阻R1、R2上形成一負(fù)電壓，這時在R1可測出電流互感器H1電流的半波信號數(shù)值。以此類推，在電阻R3、R4、R5、R6、R7、R8上分別形成一負(fù)電壓，可檢測H2、H3、H4的相電流的數(shù)值。
電流互感器同名端的三相或四相的相電流的信號通過電阻R9、R11、R13、R15迭加在一起輸入運算放大器輸入端的負(fù)端；電流互感器異名端的三相或四相的相電流的信號通過電阻R10、R12、R14、R16迭加在一起輸入運算放大器輸入端的正端，形成差動放大器的輸入回路。
根據(jù)三相交流電源電動勢的原理，對稱三相電動勢的瞬時值或相量之和應(yīng)等于零。因此在無接地電流或三相矢量之和為零的情況下，運算放大器的二輸入端的電壓是平衡的，這時運算放大器無相應(yīng)輸出。如果A、B、C或N相對地有一短路，則三相矢量之和不等于零，則運算放大器可檢測出A、B、C、N相的相應(yīng)矢量和的電流，提供給信號處理電路2，推動執(zhí)行元件3進行保護。
權(quán)利要求1.一種檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路，包括電流互感器、二極管、場效應(yīng)管、電阻，電流互感器接在三相或四相輸入電源端，A相的電流互感器同名端接二極管D1正端和D3負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D2正端和D4負(fù)端，B相的電流互感器同名端接二極管D5正端和D7負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D6正端和D8負(fù)端，C相的電流互感器同名端接二極管D9正端和D11負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D10正端和D12負(fù)端，N相的電流互感器同名端接二極管D13正端和D15負(fù)端，電流互感器異名端接二極管D14正端和D16負(fù)端，二極管D1、D2、D5、D6、D9、D10、D13、D14負(fù)端相連并連接受控場效應(yīng)管漏極和二極管D17正端，D17負(fù)端和場效應(yīng)管柵極接工作電源和控制電路，其特征是所述取樣電路還包括運算放大器電路，在二極管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8另一端接地，二極管D3、D4、D7、D8、D11、D12、D15、D16正端分別連接電阻R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16，電阻R9、R11、R13、R15另一端相連接并接入運算放大器輸入端的負(fù)端，電阻R10、R12、R14、R16另一端相連接并接入運算放大器輸入端的正端，運算放大器裝有平衡電阻R17和反饋電阻R18，運算放大器輸出接信號處理電路，在二極管D3、D7、D11、D15正端分別接有導(dǎo)線接入信號處理電路，信號處理電路輸出接執(zhí)行元件。
專利摘要本實用新型涉及檢測三相或四相不平衡電流和接地電流的取樣電路。本實用新型是在現(xiàn)有的三相或四相的電流檢測電路的基礎(chǔ)上，通過改變橋式整流二極管電路，將每個互感器同名端和異名端輸出的二極管的電阻送入運算放大器輸入端，對取出的三相或四相電流的半波信號進行比較后判斷出接地、故障、不平衡電流，并輸入信號處理電路后由執(zhí)行元件進行執(zhí)行。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較，將三相或四相電流的檢測與接地、故障、不平衡電流檢測合并為一個電路，使得電路緊湊、體積小，適用于塑殼式電子控制器的斷路器。
文檔編號G01R31/00GK2760563SQ20042011494
公開日2006年2月22日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者馮俊 申請人:上海電器股份有限公司人民電器廠