LM324三相交流电缺相检测问题

JhonYoung · 发表于 2022-10-19 16:22:40

第一次发帖哈，本人主要做软件的，硬件在学习中。最近看到一个控制器的三相交流电检测缺相、欠压等等，用运放LM324A做的。这块看的不是太懂，求教求教，这个电路怎么实现缺相、欠压之类的检测。

wye11083 · 发表于 2022-10-19 17:17:57

你画3个相差120度的sin曲线重叠在一起就知道了。

z31com · 发表于 2022-10-19 17:53:56

R1,R2分压得到的电压给运放提供偏移电压，VREF = (VCC/（R1+R2)）* R1
假如输入电压是380V，检测哪一路运放没有测到电压，就是缺相。如果AC1断开--U2A、U2D电压为VREF ，U2C电压 = (4.7K/3M) * 380(交流) + VREF
猜的，不对的后面的请指正。

Pjm2008 · 发表于 2022-10-19 20:23:11

这就是一个差动运放只不过放大系数小于1 并将信号与直流电平叠加送到处理器的AD输入。而且应当是LMV324 而不是LM324

simplorer · 发表于 2022-10-19 20:39:51

wye11083 发表于 2022-10-19 17:17
你画3个相差120度的sin曲线重叠在一起就知道了。
(引用自2楼)

一语见真理。

JhonYoung · 发表于 2022-10-19 21:06:04

本帖最后由 JhonYoung 于 2022-10-19 23:03 编辑

Pjm2008 发表于 2022-10-19 20:23
这就是一个差动运放只不过放大系数小于1 并将信号与直流电平叠加送到处理器的AD输入。而且应当是LMV324 而 ...
(引用自4楼)

啊，LMV324吗？可是我看了板子上确实就是LM324A呢

这个输入AC1 AC2都只是一根输入线，相对于运放的地线，不是浮地了吗，这样输入电压与运放没有共同的参考地，能行吗。

JhonYoung · 发表于 2022-10-19 21:07:45

simplorer 发表于 2022-10-19 20:39
一语见真理。
(引用自5楼)

重叠在一起？运放那块我一直没明白明白，这个电路运放输入与输出有什么样的关系

JhonYoung · 发表于 2022-10-19 21:09:15

z31com 发表于 2022-10-19 17:53
R1,R2分压得到的电压给运放提供偏移电压，VREF = (VCC/（R1+R2)）* R1
假如输入电压是380V，检测哪一路运放 ...
(引用自3楼)

猜的很专业啊，不知道是不是这么计算，有没有精通运放的大佬，给指点一下

JhonYoung · 发表于 2022-10-19 21:17:54

wye11083 发表于 2022-10-19 17:17
你画3个相差120度的sin曲线重叠在一起就知道了。
(引用自2楼)

坛友你好，是如图这样画吗，能否再说的具体一点，怎么计算

wye11083 · 发表于 2022-10-19 22:14:51

JhonYoung 发表于 2022-10-19 21:17
坛友你好，是如图这样画吗，能否再说的具体一点，怎么计算
(引用自9楼)

然后你把A/B/C相比不就知道了。周期性变化。缺相不正常了。

wangbin526 · 发表于 2022-10-19 22:22:51

b站有个拆解成品保护器的视频，手绘电路讲的很清楚
【拆解电机保护器，了解一下三相电缺相和相序检测是如何实现的-哔哩哔哩】 https://b23.tv/DNpfCP4

JhonYoung · 发表于 2022-10-19 22:33:32

wangbin526 发表于 2022-10-19 22:22
b站有个拆解成品保护器的视频，手绘电路讲的很清楚
【拆解电机保护器，了解一下三相电缺相和相序检测是如何 ...
(引用自11楼)

下午才看过，那个是纯硬件实现的，而且原理好像不太一样吧

yuguoliang · 发表于 2022-10-20 08:37:09

这个电路就是三个差分放大器，因为是交流，带直流偏置。进到ADC的还是三相交流波形，用离散采样后，软件可计算出电压幅值、相位相序、频率等。所以这只是调理部分，把高压的三相交流转换成ADC可接受的交流波形。

R88 · 发表于 2022-10-20 08:40:03

这不就是三个差动放大器么，放大倍数4.7K/3M，设置了一个参考电压，实现上下变动。

JhonYoung · 发表于 2022-10-20 08:53:08

yuguoliang 发表于 2022-10-20 08:37
这个电路就是三个差分放大器，因为是交流，带直流偏置。进到ADC的还是三相交流波形，用离散采样后，软件可 ...
(引用自13楼)

大佬，能加私信请教请教吗，调理之后还是交流电吗，还是说利用直流偏置，把交流电转成了相同波形的直流电，再用AD采样

yuguoliang · 发表于 2022-10-20 10:02:09

你这个差分放大器是缩小的，缩小倍数为3M/4.7K = 638.3倍。外部交流波形经不失真缩小638.3倍后，由于交流有正负周期，而你ADC是不能采集负的信号，所以再叠加一个直流偏置。假设你VCC是5V，经电阻分压后，基准为2.0625V。
此时运放输出的电压是2个电压相加，当外部没有交流输入时，输出2.0625V的直流，有交流信号时，输出信号叠加有交流信号。比如你交流输入是380VAC，正峰值为380*1.414 = 537.32V，负峰值为-380*1.414 = -537.32V，经缩小638.3倍后，正负峰值为+-0.842V。此时负的部分ADC没法采集，此时叠加一个直流偏置2.0625V，那输出的波形正负峰值是2.9045V 、1.2205V。此时输出的信号电压都在ADC的采集范围。
所以此电路是把外部交流波形不失真地缩小638.3倍后，再叠加一个2.0625的直流，信号满足ADC的采集范围。
至于算法，要得到相位，一般用傅里叶，50HZ的波形采用24点采样，即1200bps的采样率对波形采样 ,每24点算一次虚部、实部。然后用三角函数可以计算出每个信号的幅值和相位。

JhonYoung · 发表于 2022-10-25 21:30:04

yuguoliang 发表于 2022-10-20 10:02
你这个差分放大器是缩小的，缩小倍数为3M/4.7K = 638.3倍。外部交流波形经不失真缩小638.3倍后，由于交流 ...
(引用自16楼)

感谢感谢，如此细致耐心的解答，非常感谢。

PowerAnts · 发表于 2022-10-29 21:19:35

现在MCU的资源多又够便宜，多两个ADC端口的话，硬件电路简单许多！本人48岁，干了24年纯硬件研发从来不碰编程，今年8月份开始自学，回头看以往的自己做的电路设计傻傻的

JhonYoung · 发表于 2022-11-4 10:21:05

PowerAnts 发表于 2022-10-29 21:19
现在MCU的资源多又够便宜，多两个ADC端口的话，硬件电路简单许多！本人48岁，干了24年纯硬件研发从来不碰编 ...
(引用自18楼)

老哥感触很多，我是没怎么碰硬件，看到硬件头大

z31com · 发表于 2023-8-24 15:59:41

yuguoliang 发表于 2022-10-20 10:02
你这个差分放大器是缩小的，缩小倍数为3M/4.7K = 638.3倍。外部交流波形经不失真缩小638.3倍后，由于交流 ...
(引用自16楼)

如果1200采样率的话，相位能测准吗？一般精度是多少？

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