一种过压欠压及延时保护电路的设计和实现VIP专享VIP免费

一种过压欠压及延时保护电路的设计引言在工业控制中，用电设备通常工作在三相电源中，而很多用电设备在使用中对相应提供的工作电源有着较高的要求。通常电网产生的电压偏高（是指给定的瞬间设备端电压U与设备额定电压Un之差），又因为大功率电动机的起动、电焊机的工作，特别是大型电弧炉和大型轧钢机冲击性负荷的工作，均会引起负荷的急剧变动，使电网电压损耗随之产生相应变动，从而使用户公共供电点的电压出现波动现象。而上述情况所造成的电压波动，又会给用电设备造成不应有的过压、欠压现象。如长时间供给用电设备，则会对用电设备造成损坏。所以在用电设备使用中，会加入相应的保护电路，以保证用电设备在正常的供电状态下使用。当供电线路出现过（欠）压时，如有保护电路进行有效保护，就能确保用电设备安全正常运行。设计思路本文中所设计的保护电路通过对所供电设备电压进行取样检测，如电压出现过压、欠压现象时，保护电路内部执行继电器延时，释放，即保护电路在正常工作时无过压、欠压情况下内部执行继电器呈吸合状态，从而达到对用电设备的保护。工作状态图如图1所示。工作状态图过压状态从图1可见，当加入工作电压大于欠压状态最高值，且小于过压状态最小值时，保护电路内部执行继电器呈吸合状态。当电网电压超出过压设定值时，此时保护器进入延时保护工作状态，延时T（时间）到达后，内部执行继电器由吸合状态转为释放。欠压状态当加入工作电压小于过压状态最小值，且大于欠压状态最高值时，保护电路内部执行继电器呈吸合工作状态。当电网电压低于欠压设定值时，此时保护电路进入延时保护工作状态，延时T（时间）到达后，内部执行继电器由吸合状态转为释放。延时工作部分保护电路根据过压、欠压设定值，对延时保护加入时间可调功能，以满足不同的过压、欠压保护。本例中可采用MC4541摩托罗拉公司的可编程定时集成电路来完成该功能。通过集成①~③脚为时钟振荡器外接电阻（①脚RTC为定时电阻可调），电容②脚（CTC定时电容）来实现延时。这里，具体延时时间T=1.2×2nRRTC×CCTC，由于定时集成电路的○12、○13脚为A、B，且A=0，B=0，2n=8192，T=1.2×8192×1×106×3.3×10-9=32s。相应设定时间由RRTC来调整。外围⑥脚MR为手动复位控制端，低电平“0”时，计时器工作延时，高电平“1”时，计时器自动复位导通。⑨脚输出高或低电平选择端，⑩脚MODE单定时或循环定时选择端分别选择“1”和“0”时，则⑧脚Q输出端工作状态为通电吸合，即输出高电平；当⑥脚MR为低电平“0”时，计时器工作延时待延时结束后，⑧脚由高电平跳变为低电平，外控继电器由吸合变为释放。保护电路技术参数过压保护参数保护电路过压参数设置为：412V、424V、436V、448V、460V、472V。可根据需求进行过压值设定。欠压保护参数保护电路欠压参数设置为：376V、364V、352V、340V、328V。可根据需求进行欠压值设定。保护时间参数保护电路延时时间30s可调。可根据过（欠）压值来设定相应时间。原理分析本文设计的保护电路如图2所示。工作原理图原理分析在正常工作情况下，被检测的相电压L1、L2、L3分别经三组电压检测电路，且三组相同。将检测的电压信号取出，并与设定的欠压、过压值进行比较。如相电压L1经R22、R23电阻分压，在R23电阻上取出经分压后的交流电压信号，再经VD12、C6整流滤波后，由R21分别加入IC5A的反相输入端和IC5B的同相输入端。并通过IC5A的同相输入端③（即过压设定值管脚）与IC5B的反相输入端⑥（即欠压设定值端）进行过压与欠压比较判定。如属正常工作状态，则IC5A输出端①与IC5B输出端⑦均为高电平“1”，分别加入与门IC2A与IC2C的输入端①和○11。其余两相电压L2、L3工作状态都与之相同。当L1、L2、L3相电压都在正常工作电压下工作时，与门IC2C的输出端⑨、⑩均为高电平，经功能转换开关K与IC2B与门处理后，高电平加入IC1⑥端，MR自动复位端使之呈自动复位导通状态，保护线路中KA1吸合，保护触点呈闭合状态。用该闭合触点来控制串接入用电设备接触器的线圈回路中，从而达到设备的正常供电。如在检测比较回路中出现过压或欠压，则IC5A与IC5B的输出端①和⑦会出现低电平“0”，...