專利名稱：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種控制器，特別是涉及一種可以自動(dòng)轉(zhuǎn)換電源開關(guān)的智能通用型控制器。
背景技術(shù)：
電站、高檔樓宇、醫(yī)院等重要設(shè)施的用電，一般采用雙路電源供電，當(dāng)一路主電源發(fā)生故障時(shí)，可及時(shí)切換到另一路備用電源上?，F(xiàn)有的雙路電源自動(dòng)切換開關(guān)大多采用大量繼電器組合加以控制如自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、帶機(jī)械互鎖的接觸器、帶機(jī)械聯(lián)鎖的抽屜式空氣開關(guān)的切換，其控制回路設(shè)計(jì)繁雜，報(bào)警范圍一旦設(shè)計(jì)定型難以調(diào)整；由于采用大量繼電器組合控制所述切換開關(guān)的延時(shí)時(shí)間不易精確控制，因而大大增加了切換開關(guān)的工作頻率，極易損壞用電設(shè)備；當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，維修困難，同時(shí)其雙電源自動(dòng)切換的可靠性差，對(duì)安全用電造成威脅。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可調(diào)整報(bào)警范圍，同時(shí)監(jiān)測(cè)兩路三相電源電壓，可調(diào)整報(bào)警范圍及切換延時(shí)時(shí)，間可提高檢測(cè)精度的自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器；另外，為滿足日常維護(hù)中的安全要求，該控制器還增加了當(dāng)對(duì)用電設(shè)備維護(hù)時(shí)，切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)無電力輸出，使整體電路的工作可靠性提高。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是互投電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器，包括主電源、備用電源，信號(hào)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、控制輸入電路、開關(guān)位置檢測(cè)輸入電路、顯示電路、控制信號(hào)輸出電路；還包括CPU電路、報(bào)警電壓設(shè)置電路及延時(shí)設(shè)置電路；所述報(bào)警電壓設(shè)置電路與延時(shí)設(shè)置電路的輸出端與信號(hào)處理電路的輸入端連接，信號(hào)處理電路的輸出端連接到A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端，而A/D轉(zhuǎn)換電路輸出到CPU電路；控制輸入電路與開關(guān)位置檢測(cè)輸入電路也輸出到CPU電路；由主電源和備用電源通過變壓耦合、穩(wěn)壓后輸出給所述自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器提供工作電源；所述CPU輸出給顯示電路及控制信號(hào)輸出電路，所述控制信號(hào)輸出電路控制互投電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換，主電源和備用電源經(jīng)控制輸出市電。
所述開關(guān)位置檢測(cè)輸入電路，采用兩個(gè)光電耦合器，所述光電耦合器的輸入接收轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置反饋信號(hào)，經(jīng)光電耦合器輸出至CPU。
所述報(bào)警電壓設(shè)置電路與延時(shí)設(shè)置電路包括MCl403基準(zhǔn)電源電路，電位器組和CD4051模擬開關(guān)；經(jīng)CD4051模擬開關(guān)將用戶對(duì)電位器組的設(shè)定信息輸出給CPU。
所述控制輸入電路包括手/自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換電路、負(fù)載位置控制電路、負(fù)載位置檢測(cè)電路、延時(shí)設(shè)置和報(bào)警電壓設(shè)置電路；所述負(fù)載位置控制電路實(shí)現(xiàn)在手動(dòng)控制模式下的主電源、備用電源以及中位的設(shè)置；在自動(dòng)模式下CPU根據(jù)主電源、備用電源的供電電源信息自動(dòng)進(jìn)行切換。
本實(shí)用新型的有益效果是CPU通過對(duì)報(bào)警電壓設(shè)置電路和切換延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路及負(fù)載位置檢測(cè)電路的信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)主電源和備用電源的可調(diào)整報(bào)警電壓范圍及主電源/備用電源的切換延時(shí)時(shí)間，增加了對(duì)用電設(shè)備維護(hù)時(shí)切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)無電力輸出的功能，本產(chǎn)品主電路中由于采用多種集成電路設(shè)計(jì)，使其體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使整體電路的工作可靠性提高。


圖1是本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型報(bào)警和延時(shí)電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型CPU及外圍電路原理圖；圖4是控制信號(hào)輸出電路原理圖；圖5是主、備電電源供電采樣及主板供電電源電路原理圖；圖6是采樣信號(hào)處理電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖5、圖6所示，本控制器屬交流型AC220V(±20％)，50/60HZ，通過主、備電電源供電采樣及主板供電電源電路可直接向主板供電。
如圖2所示，報(bào)警電壓設(shè)置和延時(shí)設(shè)置電路包括電位器組、MC1403精密基準(zhǔn)電源電路和CK4051模擬開關(guān)、CA3140運(yùn)算放大器和TLC1549A/D轉(zhuǎn)換器；CK4051模擬開關(guān)的輸出p25、p26、p27與CPU電路的腳26、27、28腳連接，CK4051模擬開關(guān)的輸出端Vin與CA3140運(yùn)算放大器的輸入端相連，CK4051模擬開關(guān)的INH端連接CPU電路17腳RD端，CA3140運(yùn)算放大器的輸出端6經(jīng)過TLC1549A/D轉(zhuǎn)換器輸出給CPU電路P11端。通過調(diào)整電位器組，用戶可以改變報(bào)警范圍及延時(shí)的時(shí)間。
如圖3所示，CPU芯片采用AT89S51，外圍電路包括顯示電路A、A/D轉(zhuǎn)換電路B、負(fù)載位置檢測(cè)電路C和控制輸入電路D?？刂戚斎腚娐稤包括手/自動(dòng)控制、負(fù)載位置控制、延時(shí)設(shè)置和報(bào)警電壓設(shè)置；所述CPU的PO端口接控制器顯示電路A，用于顯示控制器工作狀態(tài)、雙路電源的狀態(tài)、負(fù)載位置狀態(tài)指示及切換延時(shí)狀態(tài)指示等；P1端口用于連接A/D轉(zhuǎn)換TLC1549和參數(shù)存儲(chǔ)X5045集成電路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和對(duì)控制輸入狀態(tài)的監(jiān)視；P2端口用于檢測(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置信號(hào)；P3端口用于接收控制輸入信號(hào)，其中包括手、自動(dòng)模式轉(zhuǎn)換，負(fù)載位置控制，延時(shí)設(shè)置，報(bào)警電壓限設(shè)置，將報(bào)警和延時(shí)采樣數(shù)據(jù)輸出給CPU，CPU輸出信號(hào)控制相應(yīng)的負(fù)載工作。
如圖4所示，控制信號(hào)輸出電路包括74LSl75觸發(fā)器、與門整形電路、繼電器、控制器輸出端等；74LSl75觸發(fā)器接收CPU的輸出信號(hào)，即觸發(fā)器4、5、12、13腳與CPU的輸出端連接。觸發(fā)器的輸出端分別與門電路連接，通過門電路整形后輸出。繼電器J1閉合J2斷開J3工作，主電源正常；J1斷開J2閉合J3釋放，主電源故障。
本實(shí)用新型的工作原理為控制器可同時(shí)由主電源和備用電源提供工作電源，當(dāng)RUN指示燈燃亮?xí)r，控制器進(jìn)入正常工作狀態(tài)。此時(shí)控制器自動(dòng)檢測(cè)雙路三相電源電壓，并將采集到的電壓與設(shè)定值進(jìn)行比較。當(dāng)電壓值在設(shè)定范圍之內(nèi)時(shí)，雙路電源正常指示燈燃亮；輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換到主電源。當(dāng)所測(cè)量主電源/備用電源電壓低于或高于設(shè)定值時(shí)，控制器則連續(xù)測(cè)量1秒鐘進(jìn)行確認(rèn)。如果測(cè)量值在確認(rèn)時(shí)間范圍內(nèi)仍高于或低于設(shè)定值，則進(jìn)行電源故障報(bào)警，上限報(bào)警電壓范圍設(shè)置在380～475V(可調(diào))，下限報(bào)警電壓范圍設(shè)置在285～380V(可調(diào))相應(yīng)指示燈亮。如果主電源發(fā)生故障，備用電源正常，控制器自動(dòng)切換至備用電源并監(jiān)測(cè)其電壓。延時(shí)0～25秒(可調(diào))待延時(shí)結(jié)束后控制器輸出一控制信號(hào)使轉(zhuǎn)換開關(guān)動(dòng)作。控制器又將自動(dòng)監(jiān)測(cè)雙路電源電壓。當(dāng)主電源恢復(fù)正常后，控制器執(zhí)行相應(yīng)返回延時(shí)程序，返回延時(shí)燈閃亮，延時(shí)0～250秒(可調(diào))延時(shí)結(jié)束控制器輸出控制信號(hào)使轉(zhuǎn)換開關(guān)返回，負(fù)載繼續(xù)由主電源供電，相應(yīng)指示燈燃亮。當(dāng)用電設(shè)備需要維護(hù)時(shí)，輸出信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)無電力輸出。如果控制器設(shè)定為手動(dòng)狀態(tài)，輸出控制信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)至相應(yīng)位置。同時(shí)控制器通過采集轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置反饋信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的控制及狀態(tài)顯示。
當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí)，若備用電源同時(shí)也發(fā)生故障如過壓、欠壓、缺相，控制器將繼續(xù)監(jiān)測(cè)雙路電源的電壓，控制轉(zhuǎn)換至開關(guān)無電力輸出。當(dāng)任一路電源恢復(fù)正常后，控制器將輸出相應(yīng)轉(zhuǎn)換信號(hào)自動(dòng)恢復(fù)對(duì)負(fù)載的供電。
CPU通過對(duì)報(bào)警電壓設(shè)置電路和切換延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路及開關(guān)位置檢測(cè)電路的信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)主電源和備用電源的自動(dòng)切換，增加了對(duì)用電設(shè)備維護(hù)時(shí)切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)無電力輸出的功能，本產(chǎn)品主電路中由于采用多種集成電路設(shè)計(jì)，使其體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使整體電路的工作可靠性提高。本控制器可廣泛應(yīng)用于三相四線/三相五線制供電系統(tǒng)的雙電源互投和電源切換設(shè)備中。
權(quán)利要求1.一種互投電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器，包括主電源、備用電源，信號(hào)處理電路(1)、A/D轉(zhuǎn)換電路(2)、控制輸入電路(3)、開關(guān)位置檢測(cè)輸入電路(4)、顯示電路(7)、控制信號(hào)輸出電路(8)；其特征在于自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器還包括CPU電路(6)、報(bào)警電壓設(shè)置電路(9)及延時(shí)設(shè)置電路(10)；所述報(bào)警電壓設(shè)置電路(9)與延時(shí)設(shè)置電路(10)的輸出端與信號(hào)處理電路(1)的輸入端連接，信號(hào)處理電路(1)的輸出端連接到A/D轉(zhuǎn)換電路(2)的輸入端，而A/D轉(zhuǎn)換電路(2)輸出到CPU電路(6)；控制輸入電路(3)與開關(guān)位置檢測(cè)輸入電路(4)也輸出到CPU電路(6)；由主電源和備用電源通過變壓耦合、穩(wěn)壓后輸出給所述自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器提供工作電源；所述CPU輸出給顯示電路及控制信號(hào)輸出電路，所述控制信號(hào)輸出電路控制互投電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的切換，主電源和備用電源經(jīng)控制輸出市電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互投電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器，其特征在于所述開關(guān)位置檢測(cè)輸入電路(4)，采用兩個(gè)光電耦合器，所述光電耦合器的輸入接收轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置反饋信號(hào)，經(jīng)光電耦合器輸出至CPU。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互投電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器，其特征在于所述報(bào)警電壓設(shè)置電路(9)與延時(shí)設(shè)置電路(10)包括MC1403基準(zhǔn)電源電路，電位器組和CD4051模擬開關(guān)；經(jīng)CD4051模擬開關(guān)將用戶對(duì)電位器組的設(shè)定信息輸出給CPU。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互投電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器，其特征在于所述控制輸入電路(3)包括手/自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換電路、負(fù)載位置控制電路、負(fù)載位置檢測(cè)電路、延時(shí)設(shè)置和報(bào)警電壓設(shè)置電路；所述負(fù)載位置控制電路實(shí)現(xiàn)在手動(dòng)控制模式下的主電源、備用電源以及中位的設(shè)置；在自動(dòng)模式下CPU根據(jù)主電源、備用電源的供電電源信息自動(dòng)進(jìn)行切換。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種互投電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器，包括主電源、備用電源，信號(hào)處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、控制輸入電路、開關(guān)位置檢測(cè)輸入電路、顯示電路、控制信號(hào)輸出電路；還包括CPU電路、報(bào)警電壓設(shè)置電路及延時(shí)設(shè)置電路。有益效果是CPU通過對(duì)報(bào)警電壓設(shè)置電路和切換延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路及開關(guān)位置檢測(cè)電路的信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)主電源和備用電源的自動(dòng)切換，增加了對(duì)用電設(shè)備維護(hù)時(shí)切換開關(guān)實(shí)現(xiàn)無電力輸出的功能，本實(shí)用新型主電路中由于采用多種集成電路設(shè)計(jì)，使其體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從而整體電路的工作可靠性提高。
文檔編號(hào)H02J9/06GK2894032SQ200620025510
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者王國(guó)棟 申請(qǐng)人:天津市銥科智能機(jī)械技術(shù)開發(fā)有限公司