专利名称：不间断电源的交流保险故障检测方法及电路的制作方法
技术领域：
本发明公开一种交流保险故障检测方法及电路，特别是一种不间断电源的交流保险故障检测方法及电路，属于电力电子变换技术领域。
背景技术：
不间断电源，简称UPS(即Uninterruptible Power Supply)，在人们生活中被广泛使用，早已屡见不鲜。请参看附图1，现有技术中的不间断电源的常见结构如图1所示，此处不再赘述。交流保险是不间断电源中普通使用的一种保护器件，常用于保护不间断电源在出现异常大电流情况下断开故障点，对电源进行保护，如主路中的逆变器或晶闸管短路时， 此时如果打开旁路，能源会灌到逆变器中，从而毁坏逆变器电路，有了逆变器一侧的交流保险就会起到保护逆变器的作用。但是如果正常的时候交流保险毁坏了，就会造成不间断电源的不正常工作，需要进行故障检测。目前，业内的不间断电源常用的方法是通过检测逆变器的电流，对比输出的三相主路中各自的电流大�。钡缌飨嗖詈艽螅矣幸幌嗟缌髑鹘诹闶保蛉衔缌骱苄〉哪窍嘀髀返慕涣鞅Ｏ粘鱿至斯收希庵旨觳夥椒ù嬖谙率鋈钡悖� (1)、如果逆变器一侧的晶闸管存在开路故障，则故障的这相电流也会趋近于零，从而将无法判定是否是交流保险被损坏；O)、在负载很小的情况下，主路中本身正常的电流就很小， 很难做到准确判断交流保险故障，往往会造成误判；(3)、在逆变器带载之前，也无法判断出是否有保险管故障。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的不间断电源的交流保险故障检测方法存在的上述缺点，本发明提供一种新的不间断电源的交流保险故障检测方法及电路，其通过检测交流保险本身两端的电压差，来判定交流保险管是否出现故障，同时解决了晶闸管故障时无法检测出交流保险故障和小电流时容易误判交流保险管故障的问题。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种不间断电源的交流保险故障检测方法，该方法包括利用电压检测�？榧觳饨涣鞅Ｏ樟蕉说牡缪梗缪辜觳饽？楦菟觳獾降慕涣鞅Ｏ樟蕉说牡缪共羁刂瓶啬？榈氖涑鲂藕牛彼龅缪辜觳饽？榧觳獾浇涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诮洗蟮缪共钍保刂瓶啬？槭涑雎龀逍藕牛坏钡缪辜觳饽？榧觳獾浇涣鞅Ｏ樟蕉说缪共罱咏诹闶保刂瓶啬？槭涑龈叩缙叫藕牛豢啬？槭涑鲂藕啪瞬？檎骱螅倬奈妊构芸刂瓶毓芏鳎沟每毓苁涑鼋涣鞅Ｏ兆刺藕牛鼋涣鞅Ｏ兆刺藕虐ūＯ展收闲藕藕捅Ｏ照Ｐ藕�。一种不间断电源的交流保险故障检测电路，该电路包括电压检测�？�、开关�？�、 滤波�？楹涂毓埽龅牡缪辜觳饽？榘铰贩聪虿⒘拥闹罚刻踔钒ㄒ桓龉怦钅诓康姆⒐舛埽礁鲋返牧蕉朔直鹆釉诒患觳獾慕涣鞅Ｏ樟蕉耍礁鲋分泄怦钅诘姆⒐舛芊较蛳喾矗凰龅目啬？榘礁龉怦钅诘墓饷羧芎偷谝环盅沟缱瑁礁龉怦钅诘墓饷羧懿⒘樱饷羧芤欢私拥兀硪欢擞氲谝环盅沟缱枇樱谝环盅沟缱枇硪欢擞胝缭戳樱坏谝环盅沟缱栌牍饷羧艿墓捕耸涑鲂藕啪拥穆瞬？楹臀妊构芎罅又量毓艿目刂贫耍毓芤欢私拥兀硪欢司诙盅沟缱栌胝缭戳樱诙盅沟缱栌肟毓艿墓捕宋Ｏ展收闲藕攀涑龆�。本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括当控制开关�？槭涑雎龀逍藕攀保毓苁涑龈叩缙叫藕牛幢Ｏ展收闲藕牛坏笨刂瓶啬？槭涑龈叩缙叫藕攀保毓苁涑龅偷缙叫藕牛幢Ｏ照Ｐ藕�。所述的电压检测�？榘礁龇聪虿⒘诮涣鞅Ｏ樟蕉说墓怦钤撸啬？榘ㄋ隽礁龉怦畹母北撸隽礁龉怦畹母北卟⒘谝黄鸷笸ü谝环盅沟缱枇釉谡缭瓷希媒涣鞅Ｏ樟蕉说牡缪骨礁龇聪虿⒘墓怦睿苯涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诮洗蟮缪共钍保涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诘牡缪共钭阋郧怦畹纪ㄊ保礁龉怦羁刂瓶啬？槭涑雎龀逍藕牛龀逍藕啪瞬？檎骱螅倬奈妊构芮毓苁涑龈叩缙叫藕牛幢Ｏ展收闲藕牛坏苯涣鞅Ｏ樟蕉说缪共罱咏诹闶保涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诘牡缪共畈蛔阋郧怦畹纪ㄊ保礁龉怦羁刂瓶啬？槭涑龈叩缙叫藕牛叩缙叫藕啪奈妊构芮毓苁涑龅偷缙叫藕牛幢Ｏ照Ｐ藕�。所述的每条支路还包括有一个电容和一个电阻，每条支路内的电容和电阻与光耦内部的发光二极管串联连接。所述的滤波�？椴捎靡桓鲆陨喜⒘拥牡缛�。
所述的滤波�？椴捎盟母霾⒘拥牡缛�。所述的正电源为+15V电源。所述的开关管采用三极管。本发明的有益效果是本发明使用简单的电路实现交流保险故障检测的功能，避免了传统故障检测方法常见的误报警问题。同时，由于在逆变器带载之前就能检测出交流保险的故障，避免在故障情况下逆变器带载，提高了设备的可靠性。下面将结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。
图1为现有技术中不间断电源的电路原理方框图。图2为本发明电路原理图。图3为本发明信号波形图。
具体实施例方式本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。请参看附图2，本发明中的电路主要包括电压检测�？�、开关�？�、滤波�？�、稳压管和开关管，本实施例中，电压检测�？榘铰贩聪虿⒘拥闹罚谝惶踔钒ù拥牡缱鑂1、电容Cl和第一光耦的原边(即光耦中的发光二极管)，第二条支路包括串联连接的电阻R2、电容C2和第二光耦的原边，两个支路的两端分别连接在被检测的交流保险两端，两个支路中光耦内的发光二极管方向相反，所以称两个支路为反向并联；本实施例中，开关�？榘礁龉怦畹母北�(即光耦中的光敏三极管)和一个第一分压电阻，两个光耦内的光敏三极管并联连接，光敏三极管一端接地，另一端与第一分压电阻连接，第一分压电阻另一端与正电源连接，本实施例中，正电源采用+15V电源；第一分压电阻与光敏三极管的公共端输出信号给滤波�？椋瞬？槁瞬ê笫淙胛妊构埽ü妊构芸墒孤瞬？槭涑龅缪菇闲∈保乐谷躋l误操作，本实施例中，滤波�？椴捎靡桓鲆陨喜⒘拥牡缛荩叛∥捎盟母霾⒘拥牡缛荩臼凳├械奈妊构懿捎玫纪ǖ缭次�+5. IV的稳压二极管，稳压管输出控制信号给开关管，本实施例中，开关管采用三极管Q1，三极管Ql 的基极与稳压管连接，由稳压管输出地控制信号控制三极管Ql导通，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的集电极经第二分压电阻与正电源连接，第二分压电阻与开关管的公共端为保险故障信号的输出端。采用上述电路的检测方法为利用电压检测�？榧觳饨涣鞅Ｏ樟蕉说牡缪梗缪辜觳饽？榭刂瓶啬？榈氖涑鲂藕牛苯涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诮洗蟮缪共钍保ǔ＝涣鞅Ｏ樟蕉嘶岵桓龉て档慕涣鞯缪梗行е�220V，峰值约311V，控制开关�？槭涑雎龀逍藕牛苯涣鞅Ｏ樟蕉说牡缪共罱咏诹�(此时仅是交流保险的电压降，也可近似的认为交流保险两段的电压为零)时，控制开关�？槭涑龈叩缙叫藕牛啬？槭涑鲂藕啪瞬？檎骱缶奈妊构芸刂迫芏�。当控制开关�？槭涑雎龀逍藕攀保苁涑龈叩缙叫藕牛幢Ｏ展收闲藕鸥刂频缏坊蚩刂迫砑沟每刂频缏坊蚩刂迫砑龀鱿嘤Χ鳎� 如报警等；当控制开关�？槭涑龈叩缙叫藕攀保苁涑龅偷缙叫藕牛幢Ｏ照Ｐ藕鸥刂频缏坊蚩刂迫砑刂频缏坊蚩刂迫砑蛔鋈魏味鳎髡９ぷ�。请参看附图3，本发明在使用时，在不间断电源正�？舻那榭鱿�(即市电正常输入)，如果交流保险出现故障，在交流保险两端会产生一个工频的交流电压，有效值220V， 峰值约311V。当此交流电压为正，且电压值比较高时，在电阻R2、电容C2和第二光耦的原边上会流过电流，使第二光耦产生动作，即第二光耦的副边导通，此时，第二光耦副边将脉冲信号拉低为低电平；当此交流电压为负，且电压值比较高时，在电阻R1、电容Cl和第一光耦原边上会流过电流，使第一光耦产生动作，第一光耦的副边导通，此时，第一光耦副边将脉冲信号拉低为低电平。而在电压值接近零的时候，请参看附图3，当电压在-V和V之间时， 由于原边的电流不足使任何一个光耦动作，此时两个光耦的副边均不导通，使脉冲信号输出为高电平。所以在整个过程中，光耦副边输出是一个脉冲信号，此脉冲信号经过滤波�？楹螅龀逍藕怕瞬ㄐ纬梢桓鲋绷鞯缙叫藕拧１臼凳├校缛軨l和电容C2采用0. 11 μ F 的电容，电阻Rl和电阻R2采用阻值为1ΚΩ的电阻，当光耦原边电流小于约ImA时，光耦不动作。流过光耦的电流I = V/(l/2*pi*f*C+I )，其中，V为交流保险两端电压值，取V/ (l/2*pi*50*0. lluf+lk) = 1mA，所以保险电压小于V = 30V时，光耦不动作，当保险电压绝对值大于30V时，光耦动作，脉冲信号输出为低电平。由311*Sin0 =30，得θ = 5. 5度， 所以脉冲信号的占空比D = 5. 53/90 = 0. 06，交流保险故障时，滤波�？槭涑龅闹绷鞯缙叫藕旁嘉猇CC*D = 15*0. 06 = 0. 9V，本实施例中，稳压管的稳压值为5. IV，所以当交流保险故障时，滤波�？槭涑龅闹绷鞯缙叫藕啪妊构苈顺螅蛔阋允侨躋l导通，三极管 Ql保持截止，输出高电平(即保险故障信号)给控制板，做出相应的动作；当交流保险无故障时，由于交流保险本身相当于短路，所以交流保险两端电压很小(接近于零)，光耦一直不动作，光耦副边输出高电平约15V，经过稳压管后使得三极管Ql导通，送出低电平信号给控制电路或控制软件，控制电路或控制软件不做任何动作，机器正常工作。
本发明使用简单的电路实现交流保险故障检测的功能，避免了传统故障检测方法常见的误报警问题。同时，由于在逆变器带载之前就能检测出交流保险的故障，避免在故障情况下逆变器带载，提高了设备的可靠性。
权利要求
1.一种不间断电源的交流保险故障检测方法，其特征是所述的方法包括利用电压检测�？榧觳饨涣鞅Ｏ樟蕉说牡缪梗缪辜觳饽？楦菟觳獾降慕涣鞅Ｏ樟蕉说牡缪共羁刂瓶啬？榈氖涑鲂藕牛彼龅缪辜觳饽？榧觳獾浇涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诮洗蟮缪共钍保� 控制开关�？槭涑雎龀逍藕牛坏钡缪辜觳饽？榧觳獾浇涣鞅Ｏ樟蕉说缪共罱咏诹闶保刂瓶啬？槭涑龈叩缙叫藕牛豢啬？槭涑鲂藕啪瞬？檎骱螅倬奈妊构芸刂瓶毓芏鳎沟每毓苁涑鼋涣鞅Ｏ兆刺藕牛鼋涣鞅Ｏ兆刺藕虐ūＯ展收闲藕藕捅Ｏ照Ｐ藕�。
2.根据权利要求1所述的不间断电源的交流保险故障检测方法，其特征是当控制开关�？槭涑雎龀逍藕攀保毓苁涑龈叩缙叫藕牛幢Ｏ展收闲藕牛坏笨刂瓶啬？槭涑龈叩缙叫藕攀保毓苁涑龅偷缙叫藕牛幢Ｏ照Ｐ藕�。
3.根据权利要求1或2所述的不间断电源的交流保险故障检测方法，其特征是所述的电压检测�？榘礁龇聪虿⒘诮涣鞅Ｏ樟蕉说墓怦钤撸啬？榘ㄋ隽礁龉怦畹母北撸隽礁龉怦畹母北卟⒘谝黄鸷笸ü谝环盅沟缱枇釉谡缭瓷希媒涣鞅Ｏ樟蕉说牡缪骨礁龇聪虿⒘墓怦睿苯涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诮洗蟮缪共钍保涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诘牡缪共钭阋郧怦畹纪ㄊ保礁龉怦羁刂瓶啬？槭涑雎龀逍藕牛龀逍藕啪瞬？檎骱螅倬奈妊构芮毓苁涑龈叩缙叫藕牛幢Ｏ展收闲藕牛坏苯涣鞅Ｏ樟蕉说缪共罱咏诹闶保涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诘牡缪共畈蛔阋郧怦畹纪ㄊ保礁龉怦羁刂瓶啬？槭涑龈叩缙叫藕牛叩缙叫藕啪奈妊构芮毓苁涑龅偷缙叫藕牛幢Ｏ照Ｐ藕�。
4.一种不间断电源的交流保险故障检测电路，其特征是所述的电路包括电压检测�？�、开关�？椤⒙瞬？楹涂毓埽龅牡缪辜觳饽？榘铰贩聪虿⒘拥闹罚刻踔钒ㄒ桓龉怦钅诓康姆⒐舛埽礁鲋返牧蕉朔直鹆釉诒患觳獾慕涣鞅Ｏ樟蕉耍礁鲋分泄怦钅诘姆⒐舛芊较蛳喾矗凰龅目啬？榘礁龉怦钅诘墓饷羧芎偷谝环盅沟缱瑁礁龉怦钅诘墓饷羧懿⒘樱饷羧芤欢私拥兀硪欢擞氲谝环盅沟缱枇樱谝环盅沟缱枇硪欢擞胝缭戳樱坏谝环盅沟缱栌牍饷羧艿墓捕耸涑鲂藕啪拥穆瞬？楹臀妊构芎罅又量毓艿目刂贫耍毓芤欢私拥兀硪欢司诙盅沟缱栌胝缭戳樱诙盅沟缱栌肟毓艿墓捕宋Ｏ展收闲藕攀涑龆�。
5.根据权利要求4所述的电路，其特征是所述的每条支路还包括有一个电容和一个电阻，每条支路内的电容和电阻与光耦内部的发光二极管串联连接。
6.根据权利要求4所述的电路，其特征是所述的滤波�？椴捎靡桓鲆陨喜⒘拥牡缛�。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征是所述的滤波�？椴捎盟母霾⒘拥牡缛荨�
8.根据权利要求4所述的电路，其特征是所述的正电源为+15V电源。
9.根据权利要求4至8中任意一项所述的电路，其特征是所述的开关管采用三极管。
全文摘要
一种不间断电源的交流保险故障检测方法及电路，方法为利用电压检测�？榧觳饨涣鞅Ｏ樟蕉说牡缪梗苯涣鞅Ｏ樟蕉舜嬖诮洗蟮缪共钍保刂瓶啬？槭涑龅脱菇涣餍藕牛苯涣鞅Ｏ樟蕉说缪共罱咏诹闶保刂瓶啬？槭涑龈哐怪绷餍藕牛啬？槭涑鲂藕啪骱笤倬奈妊构芸刂瓶毓芏鳎毓苁涑鼋涣鞅Ｏ兆刺藕�。相应的电路为将两个光耦反向并联在交流保险两端，光耦副边并联，并连接在正电源和地之间作为开关�？椋啬？槭涑龆司拥穆瞬？楹臀妊构苁淙胫量毓芸刂贫耍刂瓶毓芡ǘ稀１痉⒚鞅苊饬舜彻收霞觳夥椒ǔ＜奈蟊ň侍狻Ｍ保鼓芗觳獬瞿姹淦鞔刂敖涣鞅Ｏ盏墓收希苊庠诠收锨榭鱿履姹淦鞔�。
文档编号G01R31/327GK102385036SQ201010294860
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者夏小荣 申请人:深圳市英威腾电源有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
