CN106026351A - 电源切换选择器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源切换选择器，其包括一控制器、一检测电路、一个晶体管及四个切换开关或继电器；控制器为一微处理器，检测电路为二个变压器，各变压器初级连接至两个不同的电源，次级连接到控制器之输入端，控制器之输出端连接晶体管之基极。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源切换技术领域，特别涉及一种电源切换选择器。
背景技术
自动转换开关(Automatic Transfer Switch:ATS)为一将两个交流电(AC)线电源中之一者自动连接至一电负载之电路。在使用紧急发电机以自公用电源提供备用电力之情况下，可见到转换开关。转换开关允许在主线停电期间自公用电力切换至紧急发电机电力。自动转换开关必须完全隔离该两个输入电源。
一般而言，一般电自动转换开关大多使用于能够提供第二种电源的环境，例如有发电机供电的设备仪器或电器产品，或者需要大电力供应的电脑伺服器机房等。平时由主电源(例如市电)提供电力，在主电源不稳甚至断电时，由电源自动转换开关(ATS)判断而切换至另一个可使用之稳定电源，例如发电机或不中断电源供应器等，以持续提供电力至设备仪器或电器产品。待主电源恢复正常时，经由电源自动转换开关判断后切换回主电源供应电力。
然而，现有的主电源检测电路与控制切换开关电路，其选择电源的切换开关是由二个继电器(Relay)来切换选择二个电源之一来供应电力。此种结构缺点在于，当其中一继电器异常甚至失效时，即无法正常的选择适合的电源来供应电力。
此外，另一主电源检测电路与控制切换开关电路，需要第二次的读取电压而加以判断，以确认输出电力为选择的电源所供应。第二次的读取与判断时间等于延后正确的电力输出。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电源切换选择器。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明电源切换选择器，包括：第一转换开关，具有第一闭合接触与第一常开接触；第二转换开关，具有第二闭合接触与第二常开接触，其中第二常开接触之第一接触耦接第一闭合接触；第三转换开关，具有第三闭合接触与第三常开接触，其中第三常开接触之第二接触耦接第一闭合接触；第四转换开关，具有第四闭合接触与第四常开接触，其中第二闭合接触耦接第四常开接触之第三接触，而第三闭合接触耦接第四常开接触之第四接触。
上述第一转换开关之第一常开接触之第五接触耦接第一电源，而第二常开接触之第一接触耦接第一电源。
上述第一转换开关之第一常开接触之第六接触耦接第二电源，第三常开接触之第七接触耦接第二电源。
上述第二转换开关之第二常开接触之第八接触耦接第一转换开关之第一闭合接触以及第三常开接触之第二接触。
上述电源切换选择器还包括一控制器，分别耦接第一转换开关、第二转换开关、第三转换开关以及第四转换开关。
上述电源切换选择器还包括一检测电路，耦接控制器。
检测电路包括至少一变压器，其中至少一变压器之初级耦接第一电源与第二电源，次级耦接控制器之输入端。
上述电源切换选择器还包括一晶体管，耦接控制器之输出端。
上述电源切换选择器还包括一电阻耦接晶体管与控制器。
此些优点及其他优点从以下较佳实施例之叙述及权利要求将使读者得以清楚了解本发明。
附图说明
图1为根据本发明的电源自动切换开关的备援开关之电路图。
图2为根据本发明的电源自动切换开关的电路图。
图3为根据本发明的电源自动切换开关的控制流程示意图。
主要组件符号说明
第一电源 A
第二电源 B
第一转换开关 SW1
第二转换开关 SW2
第三转换开关 SW3
第四转换开关 SW4
控制器 100
负载端 200
继电器 Relay 1、Relay 2、Relay 3、Relay 4、Relay 5、Relay 6、Relay7、Relay 8
变压器 T1、T2
电阻 R1
晶体管 Q1
步骤 301
步骤 302
步骤 303
步骤 304
步骤 305
步骤 306
步骤 307
步骤 308
具体实施方式
此处本发明将针对发明具体实施例及其观点加以详细描述，此类描述为解释本发明之结构或步骤流程，其系供以说明之用而非用以限制本发明之权利要求。因此，除说明书中之具体实施例与较佳实施例外，本发明亦可广泛施行于其他不同的实施例中。
如图1所示，其显示本发明之电源自动切换开关中之备援开关(RedundantSwitch)。备援开关组成一电源切换选择器。备援开关包括第一转换开关(SW1)，具有第一闭合接触(C)与第一常开接触；第二转换开关(SW2)，具有第二闭合接触(C)与第二常开接触，其中第二常开接触之第一接触(A)耦接第一闭合接触；第三转换开关(SW3)，具有第三闭合接触(C)与第三常开接触，其中第三常开接触之第二接触(A)耦接第一闭合接触；第四转换开关(SW4)，具有第四闭合接触(C)与第四常开接触，其中第二转换开关(SW2)之第二闭合接触(C)耦接第四常开接触之第三接触(A)，而第三转换开关(SW3)之第三闭合接触(C)耦接第四常开接触之第四接触(B)。
其中第一常开接触之第五接触(A)耦接第一电源，第二常开接触之第一接触(A)耦接第一电源。其中第一常开接触之第六接触(B)耦接第二电源，第三常开接触之第七接触(B)耦接第二电源。其中第二常开接触之第八接触(B)耦接第一转换开关(SW1)之第一闭合接触(C)以及第三常开接触之第二接触(A)。其中第四闭合接触(C)耦接一输出端。
另外，一控制器分别耦接第一转换开关(SW1)、第二转换开关(SW2)、第三转换开关(SW3)以及第四转换开关(SW4)。
如图2所示，其显示本发明之电源切换选择器。本发明公开一种电源切换选择器，包括一控制器(Controller)100，例如为一微处理器；一检测电路，包括二个变压器(T1，T2)；一个晶体管(Q1)；四个继电器或切换开关，本实施例中系以继电器为例子，包括八个继电器，分别为继电器1、继电器2、继电器3、继电器4、继电器5、继电器6、继电器7以及继电器8。
本发明之继电器可以选用适当的继电器，例如：电压继电器、电流继电器、温度继电器、速度继电器、时间继电器、压力继电器、电磁式继电器、感应式继电器、固态继电器、磁簧继电器、光继电器、热敏干簧继电器….等，根据实际的应用而选用不同的或适当的继电器。
检测电路耦接控制器100，其中变压器T1与变压器T2之初级(一次测)分别耦接第一电源(A)之电源传输线(Line-A)与中线(Neutral-A)与第二电源(B)之电源传输线(Line-B)与中线(Neutral-B)，而变压器T1与变压器T2之次级(二次测)则分别耦接该控制器100之输入端(Line_in_A)以及输入端(Line_in_B)。晶体管(Q1)耦接控制器100之输出端。另外，电源切换选择还包括一电组耦接晶体管与控制器之输出端。
继电器1、继电器2、继电器3以及继电器4之连接方式与上述备援开关(包括SW1、SW2、SW3、SW4)相同，请参考上述。继电器5、继电器6、继电器7以及继电器8之连接方式亦与上述备援开关(包括SW1、SW2、SW3、SW4)相同，详细请参考上述。其中继电器1、继电器2、继电器3以及继电器4连接第一电源(A)之电源传输线(Line-A)以及第二电源(B)之电源传输线(Line-B)，而继电器5、继电器6、继电器7以及继电器8则连接第一电源(A)之中线(Neutral-A)以及第二电源(B)之中线(Neutral-B)。
在本实施例中，电源切换选择器装置适应于两个电源输入(A)、(B)，由切换开关选择电源接至输出端。在操作上，电源A经由变压器T1降压后接至控制器100之L_in_A及N_in_A，而电源B经由变压器T2降压后接至控制器100之L_in_B及N_in_B，并由控制器100读取变压器T1与变压器T2之输出电压，然后加以计算而求出实际的电源A与电源B之电压值。接下来，控制器100判断电压的高低，输出信号控制晶体管Q1使继电器吸合或放开以选择适合的电源输出至负载端(Load)200。
在本发明中，四个继电器所组成的切换选择器，其优点在于允许一个继电器故障而还能确保整机设备运作正常。
四个继电器所组成的回路可以允许一个继电器故障与异常，而整体机器设备仍能正常运作；整组继电器一起吸合或一起放开，在正常动作情形下，控制器100之Out端输出低电压位准，晶体管Q1不导通，继电器不吸合(全部都接在NC端点，电源A经过继电器(Relay 2)与继电器(Relay 4)至输出端接至负载200。
在电源A异常的情况下，控制器100判断需切换至电源B供应电源，此时控制器100之Out端输出高电压位准使晶体管Q1导通，四个继电器一起吸合接在NO端点，电源B经过继电器(Relay 3)与继电器(Relay 4)至输出端接至负载200。此时若有任何一个继电器异常未吸合(依旧接在NC端点)，其余的继电器可以取代此异常的继电器功能而将电源B正确接至负载端200。参考底下之异常分析：
继电器(Relay 1)异常，电源B经过继电器(Relay 3)之NO端点与继电器(Relay 4)之NO端点至输出端接至负载200。
继电器(Relay 2)异常，电源B经过继电器(Relay 3)之NO端点与继电器(Relay 4)之NO端点至输出端接至负载200。
继电器(Relay 3)异常，电源B经过继电器(Relay 1)之NO端点接到继电器(Relay 3)之NC端点再接到继电器(Relay 4)之NO端点至输出端接至负载200。
继电器(Relay 4)异常，电源B经继电器(Relay 1)之NO端点接到继电器(Relay 2)之NO端点再接到继电器(Relay 4)之NC端点，然后输出接至负载200。
在电源A正常的情况下(即电源B异常的情况)，控制器100判断需切换至电源A供应电源，此时控制器100之Out端输出低电压位准，晶体管Q1不导通，四个继电器不吸合(全部都接在NC端点)，电源A经过继电器(Relay 2)与继电器(Relay 4)至输出端接至负载200。此时若有任何一个继电器异常吸合(接在NO端点)，其余的继电器可以取代此异常的继电器功能而将电源A正确接至负载端200。参考以下分析：
继电器(Relay 1)异常，电源A经过继电器(Relay 2)之NC端点与继电器(Relay 4)之NC端点至输出端接至负载200。
继电器(Relay 2)异常，电源A经过继电器(Relay 1)之NC端点接到继电器(Relay 2)之NO端点再接到继电器(Relay 4)之NC端点至输出端接至负载200。
继电器(Relay 3)异常，电源A经过继电器(Relay 2)之NC端点与继电器(Relay 4)之NC端点至输出端接至负载200。
继电器(Relay 4)异常，电源A经过继电器(Relay 1)之NC端点接到继电器(Relay 3)之NC端点再接到继电器(Relay 4)之NO端点，然后输出接至负载200。
从上述对于电源A在正常情况或异常情况下之分析可以清楚地了解，在四个继电器所组成的切换选择器之中，四个继电器之任何其中一个继电器故障，整个电源电路***还能确保整机设备运作正常，不会有断电之虞。
图3为本发明专利之电源自动切换开关之控制流程示意图。在本实施例中，电源切换选择器装置适应于两个电源输入(A)、(B)，由切换开关选择电源接至输出端。电源自动切换开关之控制流程包括，首先，在步骤301之中，***开机。接下来，在步骤302之中，电源A经由变压器T1降压后接至控制器100之L_in_A及N_in_A，而控制器100读取L_in_A至N_in_A之电压。在步骤303之中，控制器100判断电压的高低。若电压正常，则接着步骤304，Out端输出电压“Lo”，选择电源A供电输出。
若电压异常，则接着步骤305，电源B经由变压器T2降压后接至控制器100之L_in_B及N_in_B，而控制器100读取L_in_B至N_in_B之电压。同样地，接着在步骤306之中，控制器100判断电压的高低。若电压正常，则接着步骤307，Out端输出电压“Hi”，选择电源B供电输出。若电压异常，则接着步骤308，发出一警示。表示整体电源自动切换开关已失效而无法运作。
上述即由控制器100读取变压器T1与变压器T2之输出电压，然后加以计算而求出实际的电源A与电源B之电压值。之后，控制器100再判断电压的高低，并输出一信号控制晶体管Q1而使继电器吸合或放开以选择适合的电源输出至负载端200。
如图2所示，本发明专利优点在于，四个继电器所组成的回路允许一个继电器故障与异常，其余的继电器可以取代此异常的继电器功能而将选择的电源接至输出端供应电力，不用作第二次的输出电压侦测与判断，能做为实时的电源切换供应。
电源切换选择器装置适应于两个电源输入(A)、(B)或二个以上之电源输入。基本上由四个继电器或切换开关组成一组备援开关，而多个输入电源时，备援开关的组数也随之增加。
本发明之电源切换选择器，具有以下优点：
1.任何一个切换器(SW1～SW4)失效时，其余三个切换器能直接取代功能而不影响电源输出。
2.不需要两次的判断时间，而且延长整体功能使用的时间至几乎等于一个切换器(SW)的两倍时间。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种电源切换选择器，包括：
第一转换开关，具有第一闭合接触与第一常开接触；
第二转换开关，具有第二闭合接触与第二常开接触，其中第二常开接触之第一接触耦接第一闭合接触；
第三转换开关，具有第三闭合接触与第三常开接触，其中该第三常开接触之第二接触耦接第一闭合接触；
第四转换开关，具有第四闭合接触与第四常开接触，其中第二闭合接触耦接第四常开接触之第三接触，而第三闭合接触耦接第四常开接触之第四接触。
2.根据权利要求1所述的电源切换选择器，其特征在于，第一常开接触的第五接触耦接第一电源，该第二常开接触之第一接触耦接第一电源。
3.根据权利要求2所述的电源切换选择器，其特征在于，第一常开接触之第六接触耦接第二电源，第三常开接触之第七接触耦接第二电源。
4.根据权利要求3所述的电源切换选择器，其特征在于，第四闭合接触耦接一输出端。
5.根据权利要求3所述的电源切换选择器，其特征在于，第二常开接触之第八接触耦接第一转换开关之第一闭合接触以及第三常开接触之第二接触。
6.根据权利要求3所述的电源切换选择器，其特征在于，还包括一控制器，分别耦接第一转换开关、第二转换开关、第三转换开关以及第四转换开关。
7.根据权利要求6所述的电源切换选择器，其特征在于，还包括一检测电路，耦接控制器，其中检测电路包括至少一变压器。
8.根据权利要求7所述的电源切换选择器，其特征在于，至少一变压器之初级耦接第一电源与第二电源，次级耦接控制器之输入端。
9.根据权利要求8所述的电源切换选择器，其特征在于，还包括一晶体管，耦接控制器之输出端，以及一电阻耦接晶体管与控制器。
10.根据权利要求1所述的电源切换选择器，其特征在于，第一转换开关、第二转换开关、第三转换开关以及第四转换开关分别为第一继电器、第二继电器、第三继电器以及第一继电器。
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