一種雙迴路電源互投裝置製造方法
2023-05-03 22:14:41
一種雙迴路電源互投裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種能在常用迴路和常備迴路切換迅速，避免電路震蕩、打火拉弧等現象的雙迴路電源互投裝置，包括切換器件，常用電源迴路與常備電源迴路分別通過所述切換器件與負載設備連接，其特徵在於：還包括常用迴路電壓檢測電路、電流過零觸發信號電路和觸發控制電路，所述常用迴路電壓檢測電路分別與所述常用電源迴路、觸發控制電路相連，所述電流過零觸發信號電路位於所述常用電源迴路與所述負載設備之間，並與所述觸發控制電路相連，所述觸發控制電路與所述切換器件相連。雙迴路電源切換時間不大於5ms，不會影響負載設備的正常運轉；主電路的切換器件採用可控矽模塊，使得設備體積小，重量輕，在切換過程中不存在打火拉弧現象。
【專利說明】—種雙迴路電源互投裝置【技術領域】
[0001 ] 本發明屬於雙電路供電自動轉換裝置，特別涉及一種雙迴路電源互投裝置。
【背景技術】
[0002]現有技術的配電線路中，為了保證供電質量及減少停電次數，一些專業性較強的單位如鐵路、醫院等均具備兩路供電系統，常用電源迴路由於意外事件掉電中斷時，可通過交流接觸器、繼電器或電閘切換到常備電源迴路。如申請號為200620168623.0的中國專利公開了一種快速雙電源切換器，涉及觸點式雙電源互投裝置和交流無觸點開關，其特徵是:觸點式雙電源互投裝置的開關(Cl)和(C2)分別並聯無觸點開關(Kl)和(K2)，並聯迴路與輸出電路串聯，觸點開關及無觸點開關均與控制器(PC)相連通，控制板上還連接有電源監視儀表。改專利實現了雙電源的不間斷轉換，又避免了電力電子器件因在線工作而產生的高溫高熱難題。但是常用迴路和常備迴路切換時間仍較長，容易出現電路震蕩和打火拉弧現象，給負載用戶設備帶來危害。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的問題在於克服現有技術的不足，提供一種能在常用迴路和常備迴路切換迅速，避免電路震蕩、打火拉弧等現象，能保證負載設備正常運轉的雙迴路電源互投裝置。
[0004]本發明解決其技術問題是採取以下技術方案實現的:
一種雙迴路電源互投裝置，包括切換器件，常用電源迴路與常備電源迴路分別通過所述切換器件與負載設備連接，其特徵在於:還包括常用迴路電壓檢測電路、電流過零觸發信號電路和觸發控制電路，所述常用迴路電壓檢測電路分別與所述常用電源迴路、觸發控制電路相連，所述電流過零觸發信號電路位於所述常用電源迴路與所述負載設備之間，並與所述觸發控制電路相連，所述觸發控制電路與所述切換器件相連，所述的切換器件為可控矽模塊，所述電流過零觸發信號電路包括電流互感器、整流器、比較器和高頻振蕩電路，所述電流互感器位於所述常用電源迴路與負載設備之間，所述電流互感器與所述整流器連接，所述整流器與所述比較器和所述高頻振蕩電路相連，所述比較器和所述高頻振蕩電路與所述觸發控制電路相連。
[0005]所述電流過零觸發信號電路的結構為:電流互感器T3的6腳與二極體D22的A端、二極體D23的K端連接，電流互感器T3的7腳與二極體D24的A端、二極體D25的K端連接，二極體D22的K端與二極體D24的K端、電阻R17的一端、二極體ZD2的K端、電阻R21的一端連接，二極體D23的A端與二極體D25的A端、電阻R17的另一端、二極體ZD2的A端、電阻R20的一端、電容Cll的一端和地GND連接，電阻R20的另一端與電阻R18 —端、電阻R19 —端連接，電阻R18另一端與Vcc連接，電阻R19另一端接比較器U2B的6腳，電阻R21另一端接比較器U2B的5腳，比較器U2B的7腳接二極體D26的A端，二極體D26的K端與電阻R23 —端、比較器U3B的5腳和6腳相連，電阻R23的另一端與電阻R22 —端、比較器U3A的3腳相連，電阻R22另一端與電容Cll另一端、比較器U3A的I腳和2腳相連。
[0006]所述觸發控制電路的電路結構為:D觸發器UlA的I腳與二極體D16的K端、電阻R15 一端、U3D的13腳連接，D觸發器UlA的2腳與D觸發器UlA的4腳、6腳、比較器U3D的12腳、電阻R16 —端、二極體D17的K端、電容C9 一端、電容ClO —端、電容C12 —端和GND相連，比較器U3D的11腳接二極體D20的K端，二極體D20的A端與二極體D18的K端、二極體D19的K端、二極體D21的A端連接，二極體D18的A端與電阻R15另一端、二極體D16的A端、電容ClO另一端、比較器U4C的8腳連接，二極體D19的A端與電阻R16另一端、二極體D17的A端、比較器U4D的12腳連接，比較器U4D的13腳與比較器U4C的9腳、電阻R24 —端、電阻R25 —端、比較器U3C的10腳連接，電阻R24另一端接二極體D27的A端，二極體D27的K端與電容C12另一端、電阻R25另一端、比較器U3C的8腳和9腳連接，二極體D21的K端接D觸發器UlB的12腳，D觸發器UlB的13腳接電阻R26 —端，電阻R26另一端與D觸發器UlB的的10腳、電容C14 一端，電容C14另一端與D觸發器UlB的9腳和11腳、二極體D28的A端、電阻R27 —端和GND，二極體D28的K端與電阻R27另一端、D觸發器UlB的8腳、電容C13 —端連接，電容C13另一端接VCC。
[0007]本發明與現有技術相比具有顯著的優點和有益效果:
1、雙迴路電源切換，切換時間不大於5ms，不會影響負載設備的正常運轉；
2、主電路的切換器件採用可控矽模塊，使得設備體積小，重量輕，在切換過程中不存在打火拉弧現象；
3、觸發控制電路中心器件為D觸發器，D觸發器的信號輸入就是「常用迴路」電壓檢測的輸出，當「常用迴路」電壓正常時，信號D延時變為高電平；當「常用迴路」電壓中斷時，信號D瞬間變為低電平，這樣既能保證快速切換又避免電路震蕩現象的出現。由於可控矽一旦導通，觸發信號便失去控制作用，要想使可控矽關閉就必須等流過可控矽的電流為零，因此我們用負載電流過零脈衝作為D觸發器的CK信號，這樣只有負載電流過零時，D信號才能傳到D觸發器的「Q」和「Q非」輸出端，所以既保證應該關斷的可控矽可靠關斷也能保證應該導通的可控矽及時導通，從而避免短路現象的出現又能減小切換時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的結構框圖；
圖2為本發明的主電路示意圖；
圖3為本發明電流過零觸發信號電路的示意圖；
圖4為本發明觸發控制電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0009]以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提供的【具體實施方式】、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。
[0010]圖中:1、常用電源迴路；2、常備電源迴路；3、切換器件；4、負載設備；5、常用迴路電壓檢測電路；6、觸發控制電路；7、電流互感器；8、整流器；9、比較器；10、高頻振蕩電路。
[0011]如圖1-4所示:常用電源迴路I與常備電源迴路2分別通過所述切換器件3與負載設備4連接，所述常用迴路電壓檢測電路5分別與所述常用電源迴路1、觸發控制電路6相連，所述電流過零觸發信號電路位於所述常用電源迴路I與所述負載設備4之間，並與所述觸發控制電路6相連，所述觸發控制電路6與所述切換器件3相連，所述電流過零觸發信號電路包括電流互感器7、整流器8、比較器9和高頻振蕩電路10，所述電流互感器7位於所述常用電源迴路I與負載設備4之間，所述電流互感器7與所述整流器8連接，所述整流器8與所述比較器9和所述高頻振蕩電路10相連，所述比較器8和所述高頻振蕩電路10與所述觸發控制電路6相連，切換器件3的數量為兩個，分別對應常用電源迴路I與常備電源迴路2，切換器件3為可控矽模塊，常用迴路電壓檢測電路5的輸出信號作為D觸發器的D輸入端。
[0012]切換器件3採用兩個結構相同的可控矽模塊QA和QB，分別與常用電源迴路1、常備電源迴路2連接，QA和QB分別與輸出假負載設備C連接，可控矽模塊QA、QB均採用可控矽驅動電路驅動四隻可控矽，可控矽驅動電路的驅動方式為脈衝變壓器正常驅動，工作頻率約為20KHz。
[0013]電流過零觸發信號電路的結構為:電流互感器T3的6腳與二極體D22的A端、二極體D23的K端連接，電流互感器T3的7腳與二極體D24的A端、二極體D25的K端連接，二極體D22的K端與二極體D24的K端、電阻R17的一端、二極體ZD2的K端、電阻R21的一端連接，二極體D23的A端與二極體D25的A端、電阻R17的另一端、二極體ZD2的A端、電阻R20的一端、電容Cll的一端和地GND連接，電阻R20的另一端與電阻R18 —端、電阻R19 一端連接，電阻R18另一端與Vcc連接，電阻R19另一端接比較器U2B的6腳，電阻R21另一端接比較器U2B的5腳，比較器U2B的7腳接二極體D26的A端，二極體D26的K端與電阻R23 —端、比較器U3B的5腳和6腳相連，電阻R23的另一端與電阻R22 —端、比較器U3A的3腳相連，電阻R22另一端與電容Cll另一端、比較器U3A的I腳和2腳相連。
[0014]觸發控制電路的電路結構為:D觸發器UlA的I腳與二極體D16的K端、電阻R15一端、U3D的13腳連接，D觸發器UlA的2腳與D觸發器UlA的4腳、6腳、比較器U3D的12腳、電阻R16 —端、二極體D17的K端、電容C9 一端、電容ClO —端、電容C12 —端和GND相連，比較器U3D的11腳接二極體D20的K端，二極體D20的A端與二極體D18的K端、二極體D19的K端、二極體D21的A端連接，二極體D18的A端與電阻R15另一端、二極體D16的A端、電容ClO另一端、比較器U4C的8腳連接，二極體D19的A端與電阻R16另一端、二極體D17的A端、比較器U4D的12腳連接，比較器U4D的13腳與比較器U4C的9腳、電阻R24 —端、電阻R25 —端、比較器U3C的10腳連接，電阻R24另一端接二極體D27的A端，二極體D27的K端與電容C12另一端、電阻R25另一端、比較器U3C的8腳和9腳連接，二極體D21的K端接D觸發器UlB的12腳，D觸發器UlB的13腳接電阻R26 —端，電阻R26另一端與D觸發器UlB的的10腳、電容C14 一端，電容C14另一端與D觸發器UlB的9腳和11腳、二極體D28的A端、電阻R27 —端和GND，二極體D28的K端與電阻R27另一端、D觸發器UlB的8腳、電容C13 —端連接，電容C13另一端接VCC。
[0015]本發明的工作原理:雙迴路電源互投裝置通過電流互感器T3獲取負載電流取樣信號，經由D22、D23、D24、D25構成的整流電路整流後得全波整流波形，送比較器U2B與直流基準電壓進行比較，比較器輸出方波電壓以及由U3A、Cll和R22構成高頻振蕩電路合成產生的高頻振蕩脈衝，經U3B送入觸發控制電路UlA的CK 口(3腳)。
[0016]當比較器U2B的7腳輸出為高電平時，U3B的5、6腳輸入為高電平，U3B的4腳輸出為低電平，當U2B的7腳輸出為低電平時，U3B的5、6腳輸入為高頻振蕩脈衝，U3B的4腳輸出也為高頻振蕩脈衝。
[0017]當「常用迴路」供電正常時，信號UlA的D信號(5腳)為高電平，在電流過流脈衝到來時(UlA的3腳有脈衝到來)，UlA觸發器的I腳為高電平，U4C的8腳延時變為高電平，U4C的10腳輸出高頻脈衝信號，即給可控矽模塊QA加觸發信號；U1A觸發器的2腳為低電平，U4D的12腳瞬時變為低電平，使U4D的11腳輸出低電平，即可控矽模塊QB無觸發信號。
[0018]當「常用迴路」供電中斷時，信號UlA的D信號(5腳)為低電平，在電流過流脈衝到來時(UlA的3腳有脈衝到來)，UlA觸發器的I腳為低電平，U4C的8腳瞬時變為低電平，U4C的10腳輸出低電平，即可控矽模塊QB無觸發信號；U1A觸發器的2腳為高電平，U4D的12腳延時變為高電平，使U4D的11腳輸出高頻脈衝信號，即給可控矽模塊QB加觸發信號。也就是輸出電流過零觸發信號來控制可控矽的門級。
[0019]以上通過實施例對本發明的進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用於限定本發明的實施範圍。凡依本發明申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本發明的專利涵蓋範圍之內。
【權利要求】
1.一種雙迴路電源互投裝置，包括切換器件，常用電源迴路與常備電源迴路分別通過所述切換器件與負載設備連接，其特徵在於:還包括常用迴路電壓檢測電路、電流過零觸發信號電路和觸發控制電路，所述常用迴路電壓檢測電路分別與所述常用電源迴路、觸發控制電路相連，所述電流過零觸發信號電路位於所述常用電源迴路與所述負載設備之間，並與所述觸發控制電路相連，所述觸發控制電路與所述切換器件相連，所述的切換器件為可控矽模塊，所述電流過零觸發信號電路包括電流互感器、整流器、比較器和高頻振蕩電路，所述電流互感器位於所述常用電源迴路與負載設備之間，所述電流互感器與所述整流器連接，所述整流器與所述比較器和所述高頻振蕩電路相連，所述比較器和所述高頻振蕩電路與所述觸發控制電路相連。
2.如權利要求1所述一種雙迴路電源互投裝置，其特徵在於所述電流過零觸發信號電路的結構為:電流互感器T3的6腳與二極體D22的A端、二極體D23的K端連接，電流互感器T3的7腳與二極體D24的A端、二極體D25的K端連接，二極體D22的K端與二極體D24的K端、電阻R17的一端、二極體ZD2的K端、電阻R21的一端連接，二極體D23的A端與二極體D25的A端、電阻R17的另一端、二極體ZD2的A端、電阻R20的一端、電容Cll的一端和地GND連接，電阻R20的另一端與電阻R18 —端、電阻R19 —端連接，電阻R18另一端與Vcc連接，電阻R19另一端接比較器U2B的6腳，電阻R21另一端接比較器U2B的5腳，比較器U2B的7腳接二極體D26的A端，二極體D26的K端與電阻R23 —端、比較器U3B的5腳和6腳相連，電阻R23的另一端與電阻R22 —端、比較器U3A的3腳相連，電阻R22另一端與電容Cl I另一端、比較器U3A的I腳和2腳相連。
3.如權利要求1所述一種雙迴路電源互投裝置，其特徵在於所述觸發控制電路的電路結構為:D觸發器UlA的I腳與二極體D16的K端、電阻R15 —端、U3D的13腳連接，D觸發器UlA的2腳與D觸發器UlA的4腳、6腳、比較器U3D的12腳、電阻R16 —端、二極體D17的K端、電容C9 一端、電容ClO —端、電容C12 —端和GND相連，比較器U3D的11腳接二極體D20的K端，二極體D20的A端與二極體D18的K端、二極體D19的K端、二極體D21的A端連接，二極體D18的A端與電阻R15另一端、二極體D16的A端、電容ClO另一端、比較器U4C的8腳連接，二極體D19的A端與電阻R16另一端、二極體D17的A端、比較器U4D的12腳連接，比較器U4D的13腳與比較器U4C的9腳、電阻R24 —端、電阻R25 —端、比較器U3C的10腳連接，電阻R24另一端接二極體D27的A端，二極體D27的K端與電容C12另一端、電阻R25另一端、比較器U3C的8腳和9腳連接，二極體D21的K端接D觸發器UlB的12腳，D觸發器UlB的13腳接電阻R26 —端，電阻R26另一端與D觸發器UlB的的10腳、電容C14 一端，電容C14另一端與D觸發器UlB的9腳和11腳、二極體D28的A端、電阻R27 —端和GND，二極體D28的K端與電阻R27另一端、D觸發器UlB的8腳、電容C13 —端連接，電容C13另一端接VCC。
【文檔編號】H02J9/06GK104022568SQ201410278076
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】關玉蘭 申請人:天津福海銀洋能源科技開發有限公司