CN200983517Y - 双电源自动切换装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型为一种双电源自动切换装置，属于配电***双电源自投装置。其结构主要由电源切换部分、控制部分、信号检测电路和工作电源所组成；其特征在于：上述工作电源是通过电网进线获得，由电源切换部分转换常用电源、备用电源，经后备电源UPS，从后备电源UPS一路供切换开关电路，另一路经整流变换，输出端输出的+5V、+12V两路直流电。本实用新型可靠性好、不怕掉电、能显示运行参数和具有远程监控通讯口。

Description

双电源自动切换装置
技术领域
本实用新型属于配电***双电源自投装置，具体涉及一种双电源自动切换装置。
背景技术
双电源进线在电力***中采用广泛，特别是大型企事业单位或重要厂矿企业配电***，为了保证供电要求，往往采用这种模式。这种模式不仅对两条进线分别要实现保护和测控功能，还必须考虑两条进线互为备自投功能。传统做法是使用电源自动切换开关。现有技术的电源自动切换开关，在供电电源出现超压或欠压时，可实现将负载电路从一个电源自动换接到另一个电源，实现向负载电路的连续供电；而在负载电路出现过载或短路时，可以切断供电电源，达到保护线路、负载设备及人身安全的目的。如中国实用新型专利02245581.7公开的一种“智能双电源切换装置”它包括有一个分别连接两路进线和一路出线的切换开关，一个CPU电路和显示电路，但它们向CPU电路和显示电路提供工作电源的设计存在一个问题，即一旦两路进线均无电时，CPU的运行数据将紊乱，同时所有的参数无法在显示器显示查看，这样既造成对维护线路和查找故障原因的不便，并容易造成错误判断，也不利于对线路进行实时监控；而且不能在一定范围内任意设定工作参数和实现远程监控，其自动化程度不够。
实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题是，在现有技术的基础上，提供一种可靠性好、不怕掉电、能显示运行参数和具有远程监控通讯口的双电源自动切换装置。
为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：一种双电源自动切换装置，包括电源切换部分、控制部分、信号检测电路和工作电源；控制部分内的主控芯片电路所产生的开关信号通过切换电源驱动电路连接到电源切换部分中的切换开关电路上；信号检测电路对常用电源和备用电源两组供电电源的电压进行相电压检测，其输出端通过控制部分内的A/D转换电路连接主控芯片电路；上述工作电源是通过电网进线获得，由电源切换部分转换常用电源、备用电源，经后备电源UPS，从后备电源UPS一路供切换开关电路，另一路经整流变换，输出端输出的+5V、+12V两路直流电；上述控制部分内的主控芯片电路上连接有通讯接口电路和报警电路，报警电路的输出端接扬声器。
本实用新型可在无人职守情况下实现双电源自动切换，切换时间精确到0.1秒，并有自投自复、自投不自复、手动等多种工作方式。本实用新型切换开关电路和控制部分供电电源采用后备电源UPS连接整流电路，两路进线均无电时，CPU的运行数据不会紊乱，因而使电源主回路不怕掉电，可靠性高。在实际使用中，当常用电源正常时，本实用新型切换开关自动接通常用电源，一旦检测到常用电源不正常，如过压、欠压、缺相或掉电时，立即切换到备用电源供电，当常用电源恢复正常时，又自动切换到常用电源供电；当用户端过流、短路时，本实用新型切换开关迅速切断供电电源，控制切换开关中的机械机构，完全断开两组供电电源；显示信号输出到显示屏和通过通讯接口连接的远程计算机上指示故障状况及报警状态。
附图说明
以下结合附图用具体的实施方式详细描述本实用新型
图1是本实用新型组成方框示意图；
图2是本实用新型电源切换部分和工作电源电路图；
图3是本实用新型控制部分电路图；
图4是本实用新型信号检测电路图。
具体实施方式
附图1表示一种双电源自动切换装置的方框示意图，包括电源切换部分、控制部分、信号检测电路和工作电源；控制部分内的主控芯片电路1所产生的开关信号通过切换电源驱动电路8连接到电源切换部分中的切换开关电路10上，电源切换部分中还包括SK1为自动/手动开关，当SK1拨向“手动”时，***恢复为人工切换状态；信号检测电路12对常用电源和备用电源两组供电电源的电压进行相电压检测，其输出端通过控制部分内的A/D转换电路7连接主控芯片电路1；上述控制部分内的主控芯片电路1上连接有数据存储器2、时钟电路3、显示屏电路4、键盘5、通讯接口电路6和报警电路9。上述工作电源是通过电网进线获得，由电源切换部分转换常用电源、备用电源，经后备电源UPS，从后备电源UPS一路供切换开关电路10，另一路经整流变换，输出端输出的+5V、+12V两路直流电。
附图2表示该双电源切换开关电路10采用后备电源UPS供电，以避免在切换过程中对电源的失控。工作电源11是通过电网进线获得，由交流接触器KM1、KM2的互锁电路转换与常用电源、备用电源两路进线连接，输到后备电源UPS，从后备电源UPS一路供切换开关电路10，另一路经降压，硅桥整流变换，电容C10、C11滤波，7805三端稳压，输出端输出的+5V、+12V两路直流电。图中电源的切换靠按动键盘5中的按钮AN1或AN2来进行，HL1、HL2为交流接触器KM1、KM2工作的信号指示，此处的K1和K2为驱动继电器的控制触头。
控制部分电原理见图3，主控芯片电路1采用IC2 AT89S52，主控芯片电路1上连接有由数据存储芯片IC6 AT24C04和电阻R10、R11构成的数据存储器2、由6MHz晶体XT，电容C2、C3组成的时钟电路3、由显示屏、反相器IC1 74SL04和驱动三极管V2、V3、V4组成的显示屏电路4。由8D锁存器IC3 74LS373、转换器IC4 ADC0809A/D、或非门IC5 74LS02所构成的A/D转换电路7。主控芯片电路1通过A/D转换芯片IC4 ADC0809对两路电压进行实时检测，高于上限或低于下限的电源电压判为非正常电压，主控芯片电路1对检测结果进行逻辑判断、确认，通过一定的切换时间延时后，通过切换电源驱动电路8内的继电器K1和继电器K2向切换开关电路10发出分闸或合闸指令，完成两路电源的切换。
连接主控芯片电路1还有键盘5、通讯接口电路6、报警电路9和驱动电路8。报警电路9由驱动三极管V1和警铃发生器组成；通讯接口电路6采用接口芯片IC7 MAX232AMP120，两光电藕荷P532所组成；报警电路9的输出端接扬声器；驱动电路8是由驱动三极管V6、V7和驱动继电器K1、K2构成，继电器K1、K2上还并联有红、绿发光二极管LED1、LED2；键盘5中AN1是功能键，AN2是位选键，AN3是增加键，AN4是双电源切换键，AN5是三组线电压显示的切换键，AN6是报警复位键。需要设定时，按一下AN1，显示屏4数码管显示当前电压上限设定值并且左边第一位数码管呈闪烁状态，此时，每按一次增加键AN3，该位数值加1，多次按动AN3，可设定0～9的任何数值。按一下位选键AN2，左边第二位数码管呈闪烁状态，按动AN3，设定此位数值。再按一下AN2，设定第三位数值。第二次按动AN1，按同样的方法设定电压下限值。第三次按动AN1，显示屏4数码管显示当前切换时间设定值，第二位数码管小数点亮，按同样的方法设定好切换延时时间，设定范围为0～19.9秒。第四次按动AN1，显示屏4数码管显示当前自投自复设定状态，左边第一位数码管呈闪烁状态，按动AN3可使其在0～1之间变化，其中0表示自投自复，1表示自投不自复，再次按下AN1，电压上限值、下限值、切换时间、自投自复设定状态被写入数据存储器2中的IC6 AT24C04永久保存。本控制部分根据自投自复和自投不自复的设定可实现以下三种功能：
1.自投自复正常状态下由常用电源供电，当常用电源任一相电压超出设定范围，并经软件确认后KM1断开，常用电源被切除，经设定的延时时间后KM2闭合，接通备用电源，当常用电源恢复正常后，自动返回由常用电源供电，在常用电源出现故障时又由备用电源供电。在切换过程中，显示屏4数码管显示“SCH”，当两路电源都有故障时，显示屏4数码管一直显示“SCH”，意为“寻找”，此时KM1、KM2均断开，当其中任一路电源恢复正常时，***会自动切换到该路电源。
2.自投不自复正常状态下由常用电源供电，当常用电源出现故障或异常时，经设定的延时时间后切换至备用电源，但当常用电源恢复正常后，不能自动回复。当备用电源出现故障或异常时，屏幕显示“EEE”并打开报警电路进行报警。此时可按动AN6进行复位。
3.自投不自复正常状态下由常用电源供电，当用户端出现过流、短路故障或异常时，显示屏4显示“EEE”并打开报警电路进行报警，***控制切换开关中的机械机构，完全断开两组供电电源。
正常工作时，数码管显示当前电源的线电压值，按动AN5，可完成对AB、BC、AC三组线电压显示的切换。工作中，按动AN4可对双电源进行切换，切换之后不影响自动进行。
附图4表示信号检测电路12通过电压互感器T1～T7、取样电阻RP1～RP6对常用电源和备用电源两组供电电源的电压进行相电压检测，其输出端通过控制部分内的A/D转换电路7连接主控芯片电路1。
本实施方式的应用软件设计原理如下。由于本实施方式对电源的检测电路12检测只是为了判断电源电压是否异常，考虑到计算和编程的方便，IC3选用了8位A/D转换模块ADC0809，分辨率设定为2V，这样主控芯片电路1可对从0V到512V的电压进行检测，其误差为2V/512V＝0.39％，完全能够满足要求。片内主要RAM分配如下：30H～35H为六路A/D转换结果存放单元，40H41H、42H43H、44H45H、46H分别为上限值、下限值、切换时间、自投自复标志存放单元，50H～5BH为转换后六路电压十进制存放单元，37H38H、3AH～3CH为二～十进制码转换转存单元，4BH～4DH为显示缓冲区，5CH存键码，5DH存AN1键序，5EH存AN2键序，62H为FC读写数据子地址存放单元，66H为传送字节数存放单元，67H为寻址字节写存放单元，69H为寻址字节读存放单元。
本实施方式制作完成后，插上烧写好程序的IC1 AT89S52即可运行。如果显示屏4数码管一直显示“SCH”或“EEE”，说明所使用的IC6 24C04是空白芯片。这时，只要按动按键，进行电压上限值、下限值、切换时间、自投自复标志的设定，相应数据便会写入24C04以20H为首址的对应单元中，以后开机即可正常使用。

Claims (3)

1、一种双电源自动切换装置，包括电源切换部分、控制部分、信号检测电路和工作电源；控制部分内的主控芯片电路(1)所产生的开关信号通过切换电源驱动电路(8)连接到电源切换部分中的切换开关电路(10)上；信号检测电路(12)对常用电源和备用电源两组供电电源的电压进行相电压检测，其输出端通过控制部分内的A/D转换电路(7)连接主控芯片电路(1)；其特征在于：上述工作电源是通过电网进线获得，由电源切换部分转换常用电源、备用电源，经后备电源UPS，从后备电源UPS一路供切换开关电路(10)，另一路经整流变换，输出端输出的+5V、+12V两路直流电。
2、根据权利要求1所述的双电源自动切换装置，其特征在于：上述控制部分内的主控芯片电路(1)上连接有通讯接口电路(6)。
3、根据权利要求1所述的双电源自动切换装置，其特征在于：上述控制部分内的主控芯片电路(1)上连接有报警电路(9)，报警电路(9)的输出端接扬声器。
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