基于TC783A的航空电源相序检测模块的设计与应用

董瑾+廉佳

摘 要：航空生产过程中，对三相交流电源的相序有着严格的要求，相序错误或缺相可能造成机载设备不能正常工作，甚至可能导致严重的后果，为满足航空生产过程中对相序检测的严格要求，该文采用TC783A作为核心器件，结合简洁的外围电路，包括有电源部分、相序信号采集部分、相序检测部分、检测结果输出级控制部分完成了具有正序、逆序和缺相控制指示功能的航空三相交流电源相序检测模块的设计，并应用于实际生产过程，具有成本低、用途广、易实现、便携等特点。

关键词：TC783A 航空三相交流电源 相序信号采集 相序检测模块

中图分类号：V264 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（a）-0039-02

在航空电气系统中，交流电源一般为三相115 V/400 Hz，特殊情况下也有三相36 V/400 Hz的应用。在许多场合下，是不允许出现逆向相序的，如发电机、供配电系统和地面中频电源等[1]。若相序不正确或缺相，轻则产品自身不能正常工作，重则烧毁设备。为适应航空三相中频电源相序的检测，判断相序及缺相情况，设计一种适用性强、操作简单的相序检测设备是十分必要的。该文介绍了一种具有正序、逆序和缺相指示和控制功能的相序检测模块，具有成本低、用途广、易实现、便携等特点。

1 设计方案

1.1 方案选取

常用的相序检测方法有多踪示波器波形比较法、以电机旋转方向判断相序、通过电子元件简单搭建的相序指示电路以及采用先进的逻辑控制为核心的综合测试控制系统。早期的相序检测电路由电容、电阻组成，虽然结构简单，但速度慢、体积大[2]。原有的方法或不够直观、或难以实现控制、或成本较高、系统复杂、适用性小。为适应飞机生产的需求，应寻求一种安全、可靠又易实现的集成元件来代替分立元件实现相序和缺相检测及控制的功能。该文采用基于施密特触发的采样方式来检测相序的集成芯片TC783A作为系统的核心。

1.2 芯片介绍

TC783A通过施密特触发分别在正弦波上升过零后30 °和正弦波下降过零后30 °采样[3]，避免过零检测误判的情况，可动态检测三相电压的存在，分别对缺相、输入正反序进行指示。

具有单电源，功耗小，功能强，输入阻抗高，采样方便，外接元件少等优点[4]。TC783A内部框图如图1。

图2为TC783A的管脚功能图。三相交流电压信号经分压后，分别进入管脚1、2、3，对正弦波进行施密特采样检测、确定信号的存在状态，结果送到缺相检测电路。经缺相检测电路检测，输出缺相指示。当三相正弦波信号都输入时，A相、B相、C相对应的输出端管脚12、11、10输出为低电平；发生缺相时，对应的管脚将输出高电平。经过缺相检测，再进行相序判断，若输入的为正序，则9脚输出高电平指示正序；若输入为逆序，则8脚输出高电平指示反序。在缺相状态下，管脚9、8皆输出低电平。管脚13为内部脉冲发生电路的外接电容。

2 系统设计

2.1 系统框图

根据TC783A的具体特点及功能，系统设计框图如图2所示。

系统主要由直流电源、交流三相信号采集、相序检测、指示和输出控制五个部分组成。交流三相信号采集完成115 V/400 Hz或36 V/400 Hz电源信号的采集；直流电源为整个模块提供工作电源；相序检测部分完成相序的检测；指示部分根据检测结果指示出相序和缺相状态，输出控制部分通过继电器实现外围电路控制。

2.2 电路设计

（1）直流电源。

电源采用直流电源转换芯片WRF2412，可将18 V～36 VDC转换为12VDC，适用范围宽。

（2）交流三相信号采集。

以115 V/400 Hz三相交流电源为例，交流电源信号通过电阻分压、限流和电容滤波，得到13 V左右的交流电压信号，与直流电源经电阻分压后8 V左右的偏置电压叠加，输出给相序检测部分。36 V/400 Hz三相交流电源的只需更换分压电阻即可。

（3）相序检测。

TC783A将输入的交流电压信号进行分析处理，输出缺相、正序和逆序信号。内部脉冲发生电路的工作频率由外接电容C1控制，此处选择0.01 μF。

（4）结果指示与输出控制。

检测结果通过LED灯指示“缺A相”、“缺B相”、“缺C相”、“正序”和“逆序”五种工作状态。输出控制通过继电器实现“缺相”、“正序”和“逆序”控制信号输出。

2.3 成品展示

依据上述电路设计的相序检测模块成品见图3，通过测试，效果良好。

3 结语

实际应用结果表明，基于TC783A的相序检测模块满足多种电压的航空三相电源相序检测的要求。该模块通过加装电池板进行改进，还可作为便携式手持设备实现机上电源相序检测，也可作为其他机电设备的电源保护或控制模块，保证机载设备电源相序的正确性，具有便携、简易、准确、适用范围广等优点。

参考文献

[1] 孟武胜，高庆，金博丕.基于PIC的航空电源相序检测器的设计[J].机械与电子，2012（5）：57-58.

[2] 冷惠文，侯霞，王东兴.一种三相电源相序与断相自动检测电路[J].电测与仪表，2003，40（5）：35-38.

[3] 侯志俊.新颖三相相序、缺相检测电路[N].电子报，2004-06-20.

[4] 吴兴锦.基于TC783A的三相电动机缺相保护电路的设计与实现[J].长沙航空职业技术学院学报，2011，11（1）：45-51.

摘 要：航空生产过程中，对三相交流电源的相序有着严格的要求，相序错误或缺相可能造成机载设备不能正常工作，甚至可能导致严重的后果，为满足航空生产过程中对相序检测的严格要求，该文采用TC783A作为核心器件，结合简洁的外围电路，包括有电源部分、相序信号采集部分、相序检测部分、检测结果输出级控制部分完成了具有正序、逆序和缺相控制指示功能的航空三相交流电源相序检测模块的设计，并应用于实际生产过程，具有成本低、用途广、易实现、便携等特点。

关键词：TC783A 航空三相交流电源 相序信号采集 相序检测模块

中图分类号：V264 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（a）-0039-02

在航空电气系统中，交流电源一般为三相115 V/400 Hz，特殊情况下也有三相36 V/400 Hz的应用。在许多场合下，是不允许出现逆向相序的，如发电机、供配电系统和地面中频电源等[1]。若相序不正确或缺相，轻则产品自身不能正常工作，重则烧毁设备。为适应航空三相中频电源相序的检测，判断相序及缺相情况，设计一种适用性强、操作简单的相序检测设备是十分必要的。该文介绍了一种具有正序、逆序和缺相指示和控制功能的相序检测模块，具有成本低、用途广、易实现、便携等特点。

1 设计方案

1.1 方案选取

常用的相序检测方法有多踪示波器波形比较法、以电机旋转方向判断相序、通过电子元件简单搭建的相序指示电路以及采用先进的逻辑控制为核心的综合测试控制系统。早期的相序检测电路由电容、电阻组成，虽然结构简单，但速度慢、体积大[2]。原有的方法或不够直观、或难以实现控制、或成本较高、系统复杂、适用性小。为适应飞机生产的需求，应寻求一种安全、可靠又易实现的集成元件来代替分立元件实现相序和缺相检测及控制的功能。该文采用基于施密特触发的采样方式来检测相序的集成芯片TC783A作为系统的核心。

1.2 芯片介绍

TC783A通过施密特触发分别在正弦波上升过零后30 °和正弦波下降过零后30 °采样[3]，避免过零检测误判的情况，可动态检测三相电压的存在，分别对缺相、输入正反序进行指示。

具有单电源，功耗小，功能强，输入阻抗高，采样方便，外接元件少等优点[4]。TC783A内部框图如图1。

图2为TC783A的管脚功能图。三相交流电压信号经分压后，分别进入管脚1、2、3，对正弦波进行施密特采样检测、确定信号的存在状态，结果送到缺相检测电路。经缺相检测电路检测，输出缺相指示。当三相正弦波信号都输入时，A相、B相、C相对应的输出端管脚12、11、10输出为低电平；发生缺相时，对应的管脚将输出高电平。经过缺相检测，再进行相序判断，若输入的为正序，则9脚输出高电平指示正序；若输入为逆序，则8脚输出高电平指示反序。在缺相状态下，管脚9、8皆输出低电平。管脚13为内部脉冲发生电路的外接电容。

2 系统设计

2.1 系统框图

根据TC783A的具体特点及功能，系统设计框图如图2所示。

系统主要由直流电源、交流三相信号采集、相序检测、指示和输出控制五个部分组成。交流三相信号采集完成115 V/400 Hz或36 V/400 Hz电源信号的采集；直流电源为整个模块提供工作电源；相序检测部分完成相序的检测；指示部分根据检测结果指示出相序和缺相状态，输出控制部分通过继电器实现外围电路控制。

2.2 电路设计

（1）直流电源。

电源采用直流电源转换芯片WRF2412，可将18 V～36 VDC转换为12VDC，适用范围宽。

（2）交流三相信号采集。

以115 V/400 Hz三相交流电源为例，交流电源信号通过电阻分压、限流和电容滤波，得到13 V左右的交流电压信号，与直流电源经电阻分压后8 V左右的偏置电压叠加，输出给相序检测部分。36 V/400 Hz三相交流电源的只需更换分压电阻即可。

（3）相序检测。

TC783A将输入的交流电压信号进行分析处理，输出缺相、正序和逆序信号。内部脉冲发生电路的工作频率由外接电容C1控制，此处选择0.01 μF。

（4）结果指示与输出控制。

检测结果通过LED灯指示“缺A相”、“缺B相”、“缺C相”、“正序”和“逆序”五种工作状态。输出控制通过继电器实现“缺相”、“正序”和“逆序”控制信号输出。

2.3 成品展示

依据上述电路设计的相序检测模块成品见图3，通过测试，效果良好。

3 结语

实际应用结果表明，基于TC783A的相序检测模块满足多种电压的航空三相电源相序检测的要求。该模块通过加装电池板进行改进，还可作为便携式手持设备实现机上电源相序检测，也可作为其他机电设备的电源保护或控制模块，保证机载设备电源相序的正确性，具有便携、简易、准确、适用范围广等优点。

参考文献

[1] 孟武胜，高庆，金博丕.基于PIC的航空电源相序检测器的设计[J].机械与电子，2012（5）：57-58.

[2] 冷惠文，侯霞，王东兴.一种三相电源相序与断相自动检测电路[J].电测与仪表，2003，40（5）：35-38.

[3] 侯志俊.新颖三相相序、缺相检测电路[N].电子报，2004-06-20.

[4] 吴兴锦.基于TC783A的三相电动机缺相保护电路的设计与实现[J].长沙航空职业技术学院学报，2011，11（1）：45-51.

摘 要：航空生产过程中，对三相交流电源的相序有着严格的要求，相序错误或缺相可能造成机载设备不能正常工作，甚至可能导致严重的后果，为满足航空生产过程中对相序检测的严格要求，该文采用TC783A作为核心器件，结合简洁的外围电路，包括有电源部分、相序信号采集部分、相序检测部分、检测结果输出级控制部分完成了具有正序、逆序和缺相控制指示功能的航空三相交流电源相序检测模块的设计，并应用于实际生产过程，具有成本低、用途广、易实现、便携等特点。

关键词：TC783A 航空三相交流电源 相序信号采集 相序检测模块

中图分类号：V264 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）12（a）-0039-02

在航空电气系统中，交流电源一般为三相115 V/400 Hz，特殊情况下也有三相36 V/400 Hz的应用。在许多场合下，是不允许出现逆向相序的，如发电机、供配电系统和地面中频电源等[1]。若相序不正确或缺相，轻则产品自身不能正常工作，重则烧毁设备。为适应航空三相中频电源相序的检测，判断相序及缺相情况，设计一种适用性强、操作简单的相序检测设备是十分必要的。该文介绍了一种具有正序、逆序和缺相指示和控制功能的相序检测模块，具有成本低、用途广、易实现、便携等特点。

1 设计方案

1.1 方案选取

常用的相序检测方法有多踪示波器波形比较法、以电机旋转方向判断相序、通过电子元件简单搭建的相序指示电路以及采用先进的逻辑控制为核心的综合测试控制系统。早期的相序检测电路由电容、电阻组成，虽然结构简单，但速度慢、体积大[2]。原有的方法或不够直观、或难以实现控制、或成本较高、系统复杂、适用性小。为适应飞机生产的需求，应寻求一种安全、可靠又易实现的集成元件来代替分立元件实现相序和缺相检测及控制的功能。该文采用基于施密特触发的采样方式来检测相序的集成芯片TC783A作为系统的核心。

1.2 芯片介绍

TC783A通过施密特触发分别在正弦波上升过零后30 °和正弦波下降过零后30 °采样[3]，避免过零检测误判的情况，可动态检测三相电压的存在，分别对缺相、输入正反序进行指示。

具有单电源，功耗小，功能强，输入阻抗高，采样方便，外接元件少等优点[4]。TC783A内部框图如图1。

图2为TC783A的管脚功能图。三相交流电压信号经分压后，分别进入管脚1、2、3，对正弦波进行施密特采样检测、确定信号的存在状态，结果送到缺相检测电路。经缺相检测电路检测，输出缺相指示。当三相正弦波信号都输入时，A相、B相、C相对应的输出端管脚12、11、10输出为低电平；发生缺相时，对应的管脚将输出高电平。经过缺相检测，再进行相序判断，若输入的为正序，则9脚输出高电平指示正序；若输入为逆序，则8脚输出高电平指示反序。在缺相状态下，管脚9、8皆输出低电平。管脚13为内部脉冲发生电路的外接电容。

2 系统设计

2.1 系统框图

根据TC783A的具体特点及功能，系统设计框图如图2所示。

系统主要由直流电源、交流三相信号采集、相序检测、指示和输出控制五个部分组成。交流三相信号采集完成115 V/400 Hz或36 V/400 Hz电源信号的采集；直流电源为整个模块提供工作电源；相序检测部分完成相序的检测；指示部分根据检测结果指示出相序和缺相状态，输出控制部分通过继电器实现外围电路控制。

2.2 电路设计

（1）直流电源。

电源采用直流电源转换芯片WRF2412，可将18 V～36 VDC转换为12VDC，适用范围宽。

（2）交流三相信号采集。

以115 V/400 Hz三相交流电源为例，交流电源信号通过电阻分压、限流和电容滤波，得到13 V左右的交流电压信号，与直流电源经电阻分压后8 V左右的偏置电压叠加，输出给相序检测部分。36 V/400 Hz三相交流电源的只需更换分压电阻即可。

（3）相序检测。

TC783A将输入的交流电压信号进行分析处理，输出缺相、正序和逆序信号。内部脉冲发生电路的工作频率由外接电容C1控制，此处选择0.01 μF。

（4）结果指示与输出控制。

检测结果通过LED灯指示“缺A相”、“缺B相”、“缺C相”、“正序”和“逆序”五种工作状态。输出控制通过继电器实现“缺相”、“正序”和“逆序”控制信号输出。

2.3 成品展示

依据上述电路设计的相序检测模块成品见图3，通过测试，效果良好。

3 结语

实际应用结果表明，基于TC783A的相序检测模块满足多种电压的航空三相电源相序检测的要求。该模块通过加装电池板进行改进，还可作为便携式手持设备实现机上电源相序检测，也可作为其他机电设备的电源保护或控制模块，保证机载设备电源相序的正确性，具有便携、简易、准确、适用范围广等优点。

参考文献

[1] 孟武胜，高庆，金博丕.基于PIC的航空电源相序检测器的设计[J].机械与电子，2012（5）：57-58.

[2] 冷惠文，侯霞，王东兴.一种三相电源相序与断相自动检测电路[J].电测与仪表，2003，40（5）：35-38.

[3] 侯志俊.新颖三相相序、缺相检测电路[N].电子报，2004-06-20.

[4] 吴兴锦.基于TC783A的三相电动机缺相保护电路的设计与实现[J].长沙航空职业技术学院学报，2011，11（1）：45-51.