[实用新型]一种三相电源的故障检测保护电路及变频空调器

说明书

技术领域

本实用新型属于电源电力检测技术领域，具体地说，是涉及一种用于对三相电源是否异常进行检测并实施保护的电路以及采用这种三相电源故障检测保护电路设计的变频空调器。

背景技术

三相整流电路就是将三相交流电能转换为直流电能的电路，它在直流电机调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域都得到了广泛应用。并且，随着新兴技术的发展和市场需求的不断扩大，三相整流技术在家电产品上也得到了越来越广泛地应用。

三相交流电源大多应用在大功率场合，目前对于5KW以上的大功率变频空调器来说，通常采用三相电源供电，能够满足大户型家庭、某些厂区或者公共场所的使用需求。三相电源在空调产品或在某些工业应用场合都要求三相电源不能缺相，并且相电压要求平衡。在变频空调器的应用中，为了保护逆变电路，还需要具有瞬时断电检测功能，这些都对三相电源在变频空调器中的应用提出了更高的要求。

在三相变频空调器中，其变频压缩机驱动电路主要由三部分组成：整流电路、滤波电路和逆变电路，参见图1所示。其中，整流电路通常采用六个整流二极管D1-D6连接形成三相全桥整流电路，将三相交流输入电源Ua、Ub、Uc整流成直流电源。由于整流后的直流电压存在脉动纹波，滤波电路的作用就是对整流后的直流电压进行滤波处理，得到较为平滑的直流电源，为后续的逆变电路提供稳定的直流母线电压。逆变电路的作用就是在处理器的控制下将直流母线电压逆变成频率和电压可变的三相交流电源，为后续负载——变频压缩机供电，控制变频压缩机运行。

当输入到变频空调器中的三相交流电源的三相电压出现不平衡或者缺相问题时，会对变频空调器产生严重的危害。具体来讲，当三相电压不平衡时，例如Ua电压低于其它两相电压Ub、Uc时，处于电压较低的一组整流二极管D1和D4的整流电流减小，导通时间也随之缩短，在后续负载功率不变的情况下，其它两组整流二极管D2、D3、D5、D6的整流电流变大。由于流经整流二极管D1-D6的电流不均匀，导致某些整流二极管发热，而整流二极管的内阻又呈现负温度系数的特性，即温度越高的二极管，其内阻越小，而内阻越小的二极管，其流经的电流就越大，由此引发恶性循环，长时间运行会造成整流二极管的击穿。三相电源缺相的危害是三相电压不平衡的极限情况，因此这种情况造成的危害将会更加严重。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种三相电源的故障检测及保护电路，旨在为借助三相电源的整流滤波电压来判断三相电源是否异常的检测技术提供一种硬件上的支持。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种三相电源的故障检测保护电路，包括整流电路、滤波电路、逆变电路和控制器；所述整流电路的交流侧连接三相电源，直流侧通过一开关电路连接所述的滤波电路，通过滤波电路输出直流母线电压至所述的逆变电路；所述直流母线电压通过采样电路生成采样电压，输出至所述的控制器，所述控制器根据采样电压计算出直流母线电压的纹波电压大小，进而根据纹波电压生成控制信号输出至所述的开关电路，以控制所述开关电路通断。

优选的，在所述开关电路中设置有一继电器，继电器的活动触点串联在整流电路与滤波电路之间，继电器的线圈一端连接直流电源，另一端连接一NPN型三极管的集电极，所述NPN型三极管的发射极接地，基极接收所述控制器输出的控制信号。

为了在三相电源发生相电压不平衡或者缺相故障时，仍能够满足电控系统中直流低压负载的供电需求，在所述继电器的活动触点的两端并联有热敏电阻。当所述三相电源发生故障时，通过整流电路输出的直流电源经由热敏电阻传输至滤波电路进行滤波处理，进而通过开关电源电路生成直流低压负载所需的低压直流电源，维持直流低压负载继续运行。

优选的，所述采样电路优选采用由多个分压电阻串联而成的分压网络，并联在滤波电路的输出侧，通过分压网络的其中一个分压节点输出采样电压至所述的控制器。

为了提高滤波效果，在所述滤波电路中设置有六个电解电容，且每两个电解电容串联形成一条串联支路，三条串联支路分别并联在整流电路的直流侧，且三条串联支路的中间节点连接在一起。

为了使分配到每个电解电容的电压均衡，在所述滤波电路的输出侧还并联有由两个平衡电阻串联而成的平衡电路，两个平衡电阻的中间节点与所述三条串联支路的中间节点相连接。

进一步的，所述整流电路的交流侧通过串联的熔断器连接所述的三相电源。