CN100583634C - 采用双单片机的交流电力电子开关 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种采用双单片机的交流电力电子开关，属于电力电子领域。本发明使用两个单片机，第一单片机与第二单片机为串行通信连接，显示电路和过零检测电路连接第一单片机。第二单片机连接蜂鸣提示的控制驱动电路、键盘状态检测电路、触发状态检测电路及过压过流欠压检测电路。第一单片机与第二复位电路(2)连接后再与第二单片机连接，第二单片机与第一复位电路(1)连接后再与第一单片机连接。本发明采用两个单片机除用于正常工作外，还监控相互之间的工作状态，当其中一个单片机工作不正常时，另一个单片机可及时发现，并采取复位措施，使其恢复正常工作状态，并可及时报警通知用户，避免因采用一个单片机所带来的弊端。
Description
技术领域
一种采用双单片机的交流电力电子开关，属于电力电子领域，可用于控制电动机、调功器等设备。
背景技术
目前采用单片机的交流电力电子开关，其控制核心部分均采用一个单片机，一旦单片机本身出现故障，整个交流电力电子开关将陷入瘫痪状态，既不能报警、显示，也不能采取措施，如果该交流电力电子开关使用在关键、危险环境中，其后果将会很严重；如果为这种情况采取措施，其成本会很高。这是目前交流电力电子开关其控制部分采用一个单片机存在的问题。采用两个单片机的交流电力电子开关，如中国专利200620119431.0和200620119433.X，其控制回路中的两个单片机之间仅有相互监测功能，没有相互之间的控制功能，当某一个单片机出现故障(非损坏性)时，另一个单片机仅能起到报警或一些其它的避免严重后果的功能作用，对故障单片机本身起不到任何控制作用，不能使故障单片机从故障状态中恢复正常工作，这是采用两个单片机存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提高交流电力电子开关整体的智能性，在控制电路中设置两个单片机，并且两个单片机之间能够相互复位，避免控制部分采用一个单片机所带来的弊端，及时监测、及时控制，避免事故的扩大化。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。包括由断路器、快速熔断器、可控硅、负载组成的主回路和控制回路电路，所述的控制回路电路包括有第一单片机、第二单片机、过零检测电路、显示电路、蜂鸣提示的控制驱动电路、可控硅和负载的控制触发电路、键盘状态检测电路、触发状态检测电路和过压过流欠压检测电路，第一单片机与第二单片机为串行通信连接，显示电路、过零检测电路、可控硅和负载的控制触发电路均与第一单片机相连；蜂鸣提示的控制驱动电路、键盘状态检测电路、触发状态检测电路和过压过流欠压检测电路均与第二单片机相连；其特征在于：还包括有第一复位电路1和第二复位电路2；其中，第一单片机与第二复位电路2连接后再与第二单片机连接，第二单片机与第一复位电路1连接后再与第一单片机连接。
所述的第一复位电路包括第一微型继电器K1、第一二极管、第一电阻R1、第一电容C1和第三电阻R3；所述的第二复位电路包括第二微型继电器K2、第二电阻R2、第二电容C2和第四电阻R4；所述的第一复位电路和第二复位电路共用一个按钮开关K3和一个驱动器；所述的第一电容C1和第二电容C2的容值相同，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值相同，第三电阻R3和第四电阻R4的阻值相同；
所述的第一复位电路和第二复位电路的具体连接为：
第一微型继电器K1的线圈与第一二极管并联，第一二极管的阴极端连接+5V电源，第一二极管的阳极端连接驱动器的一个输出端；第二微型继电器K1的线圈与第二二极管并联，第二二极管的阴极端连接+5V电源，第二二极管的阳极端连接驱动器的另一个输出端，驱动器的两个输入控制端与第一单片机的I/O端口相连接，驱动器的另两个输入控制端与第二单片机的I/O端口相连接，驱动器本身由+5V电源供电；
第一电容C1的一端连接+5V电源，另一端连接第一单片机的复位端口，第一电阻R1的一端连接第一单片机的复位端口，第一电阻R1的另一端接地；第二电容C2的一端连接+5V电源，另一端连接第二单片机的复位端口，第二电阻R2的一端连接第二单片机的复位端口，第二电阻R2的另一端接地；
第三电阻R3的一端与第一单片机的复位端口相连接，第三电阻R3的另一端分别与第一微型继电器K1的第一常开触点K11的一端和第一常闭触点K12的一端相连接；第四电阻R4的一端与第二单片机的复位端口相连接，第四电阻R4的另一端分别与第二微型继电器K2的第二常开触点K21的一端和第二常闭触点K22的一端相连接，第一常开触点K11的另一端和第二常开触点K21的另一端分别与+5V电源相连接，第一常闭触点K12的另一端与第二常闭触点K22的另一端连接在一起并与按钮开关K3的一端连接，按钮开关K3的另一端连接+5V电源。
本发明在交流电力电子开关控制部分中采用两个单片机，设置有3套复位电路，除1套用于正常的两个单片机同时人工复位工作外，另两套复位电路用于当其中一个单片机出现非损坏性故障时，另一个单片机可及时复位出现故障的单片机，并报警告知用户，这样可提高交流电力电子开关整体的智能性，可避免因两个单片机之间不能相互控制所带来的弊端，为设备的自身监控和日常的维护带来方便。
附图说明
图1主回路电路框图
图2控制回路电路框图
图3复位电路框图
图4复位电路图
图5主回路电路图
图6控制回路电路原理图
具体实施方式
下面结合附图1～6和实施例对本发明进行详细说明。
交流电力电子开关主回路电路框图如图1所示，控制回路电路框图如图2所示。在图1中，断路器用于切断电源与快速熔断器、可控硅及负载的连接，快速熔断器用于保护可控硅，可控硅用于通断负载的电源。从可控硅两端取出每相电压信号并送到控制部分的过零检测电路，见图2。图2是控制回路电路框图，两个单片机均采用MCS-51系列89C52型(内含8K闪存)，两者之间采用串行口进行通信联络、交换信息。控制命令从键盘输入，并在显示电路上显示电路的运行状态。过压、过流及欠压检测电路是监测供电***电压是否正常、负载是否有过载现象，以免损坏电路***和设备。图2电路***通过键盘接到工作命令后，第二单片机89C52-2通过串行通信将命令传递给第一单片机89C52-1，89C52-1通过过零检测电路检测主回路可控硅的过零触发点，然后通过控制触发电路向可控硅发出触发命令，可控硅导通，负载开始工作；蜂鸣提示电路按设计要求发出正常的蜂鸣提示。当电路***中某个检测点工作不正常时，电路***将通过控制驱动控制蜂鸣器产生蜂鸣，或通过显示电路显示故障状态，提醒用户；若某一个单片机出现非损坏性故障不能正常工作时，另一个单片机可通过复位电路复位有故障的单片机，如图2和图3所示。
复位电路的作用是无论单片机处在何种工作状态，均可使单片机复位重新开始工作。图4中K3是按钮开关，用于人工复位单片机，K3按钮开关合上时，两个单片机同时复位，K3按钮开关用于正常的单片机复位；K1和K2是微型继电器(可采用型号G6A-234P-ST-US-DC5V)，K1和K2线圈由芯片75451驱动，75451分别由两个单片机控制，K1和K2分别用于两个单片机相互之间的复位具体操作。
当第一单片机(或第二单片机)出现非损坏性故障时，第二单片机(或第一单片机)可通过两个单片机之间的串行通信实时发现，第二单片机(或第一单片机)通过P16引脚给出低电平(P16引脚在单片机正常工作时为高电平)，芯片75451的6脚和7脚(或1脚和2脚)变为低电平，相应的5脚(或3脚)也变为低电平(单片机正常工作时为高电平)，K1(或K2)微型继电器线圈得电，K1(或K2)的常闭触点打开，K1(或K2)的常开触点闭合，第一单片机(或第二单片机)被复位，当复位工作完成后，第二单片机(或第一单片机)恢复P16引脚为高电平状态，从而完成一次单片机之间的复位工作，如图4所示。
主回路电路图如图5所示。控制回路电路图如图6所示。
Claims (1)
1、一种采用双单片机的交流电力电子开关，包括由断路器、快速熔断器、可控硅、负载组成的主回路和控制回路电路，所述的控制回路电路包括有第一单片机、第二单片机、过零检测电路、显示电路、蜂鸣提示的控制驱动电路、可控硅和负载的控制触发电路、键盘状态检测电路、触发状态检测电路和过压过流欠压检测电路，第一单片机与第二单片机为串行通信连接，显示电路、过零检测电路、可控硅和负载的控制触发电路均与第一单片机相连；蜂鸣提示的控制驱动电路、键盘状态检测电路、触发状态检测电路和过压过流欠压检测电路均与第二单片机相连；其特征在于：还包括有第一复位电路(1)和第二复位电路(2)；其中，第一单片机与第二复位电路(2)连接后再与第二单片机连接，第二单片机与第一复位电路(1)连接后再与第一单片机连接；
所述的第一复位电路包括第一微型继电器(K1)、第一二极管、第一电阻(R1)、第一电容(C1)和第三电阻(R3)；所述的第二复位电路包括第二微型继电器(K2)、第二电阻(R2)、第二电容(C2)和第四电阻(R4)；所述的第一复位电路和第二复位电路共用一个按钮开关(K3)和一个驱动器；所述的第一电容(C1)和第二电容(C2)的容值相同，第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的阻值相同，第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的阻值相同；
所述的第一复位电路和第二复位电路的具体连接为：
第一微型继电器(K1)的线圈与第一二极管并联，第一二极管的阴极端连接+5V电源，第一二极管的阳极端连接驱动器的一个输出端；第二微型继电器(K1)的线圈与第二二极管并联，第二二极管的阴极端连接+5V电源，第二二极管的阳极端连接驱动器的另一个输出端，驱动器的两个输入控制端与第一单片机的I/O端口相连接，驱动器的另两个输入控制端与第二单片机的I/O端口相连接，驱动器本身由+5V电源供电；
第一电容(C1)的一端连接+5V电源，另一端连接第一单片机的复位端口，第一电阻(R1)的一端连接第一单片机的复位端口，第一电阻(R1)的另一端接地；第二电容(C2)的一端连接+5V电源，另一端连接第二单片机的复位端口，第二电阻(R2)的一端连接第二单片机的复位端口，第二电阻(R2)的另一端接地；
第三电阻(R3)的一端与第一单片机的复位端口相连接，第三电阻(R3)的另一端分别与第一微型继电器(K1)的第一常开触点(K11)的一端和第一常闭触点(K12)的一端相连接；第四电阻(R4)的一端与第二单片机的复位端口相连接，第四电阻(R4)的另一端分别与第二微型继电器(K2)的第二常开触点(K21)的一端和第二常闭触点(K22)的一端相连接，第一常开触点(K11)的另一端和第二常开触点(K21)的另一端分别与+5V电源相连接，第一常闭触点(K12)的另一端与第二常闭触点(K22)的另一端连接在一起并与按钮开关(K3)的一端连接，按钮开关(K3)的另一端连接+5V电源。
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