一種雙電源自動轉換控制器的製作方法
2023-05-31 16:20:36
專利名稱：一種雙電源自動轉換控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及電源控制領域，特別涉及一種雙電源自動轉換控制器。
背景技術：
隨著現代工業的發展和社會的進步，人們對供電持續性的要求已越來越高，大多數工業生產設備的供電電源都採用兩路甚至兩路以上的電源進行供電，一路為常用電源(如外線電源)，另外的為備用電源(如內部的發電電源)。因此，需要一種能在電源之間進行自動切換的裝置，以保證某路正在使用的電源在出現故障時能自動切換到另外的正常電源上,保證供電不間斷或間斷時間在允許的範圍內。傳統的電源切換裝置採用模擬信號進行判斷處理以實現主備電源之間的自動轉換，但是這樣的處理方式反應不靈敏，可靠性不高，且工作模式固定、單一。也有採用數位訊號處理方式的控制器，但這種系統成本高，對工作環境要求苛刻。針對上述的情況，提供一種新型的控制器可靠得實現雙電源間的自動轉換的同時儘可能降低生產成本是現有技術需要解決的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種雙電源自動轉換控制器，以達到實現雙電源間的自動轉換的同時儘可能降低生產成本的目的。為達到上述目的，本發明的技術方案是，一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於所述的控制器為常用電源和備用電源分別接入電源電路和三相交流電電壓檢測電路，三相交流電電壓檢測電路將每相電壓進行取樣並轉化為數字量送給單片機控制電路進行判斷；單片機控制電路對採集到的三相電壓與標準設定值進行智能判斷，控制電機控制電路驅動電機的正反轉動實現常用電源和備用電源之間的切換。所述的單片機控制電路分別連接顯示電路、選項設置電路、位置檢測電路，以實現人機對話以及各項參數的輸入。所述的單片機控制電路分別連接報警電路，從而對電機運轉位置進行檢測，在電源切換時進行報警。所述的單片機控制電路連接有RS485串口通信電路。所述的電源電路分別為電機控制電路、三相交流電電壓檢測電路、單片機控制電路進行供電。 所述的三相交流電電壓檢測電路內設有光電耦合器對當前供電電源中的每相電壓進行取樣，然後送入模數轉換器中進行數模轉換。所述的單片機控制電路的控制晶片的型號為AT89C52。所述的單片機控制電路在電機動作後通過電機控制電路對轉換開關是否正常分合閘進行檢測，形成閉環控制迴路，以免開關本身的故障造成系統不正常工作。一種雙電源自動轉換控制器，由於採用上述的結構，本發明的優點在於1、實現的雙電源自動轉換，智能化程度高；2、控制靈活、穩定性好；3、成本低廉，適合大範圍推廣。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明；圖1為本發明一種雙電源自動轉換控制器結構框圖；圖2為本發明一種雙電源自動轉換控制器電機控制電路的電路圖；圖3為本發明一種雙電源自動轉換控制器的軟體流程圖；在圖1中，1、單片機控制電路；2、電源電路；3、三相交流電電壓檢測電路；4、電機控制電路；5、顯示電路；6、報警電路；7、選項設置電路；8、位置檢測電路；9、RS485串口通Ih電路。
具體實施例方式如圖1-2所示，本發明為為常用電源和備用電源分別接入電源電路2和三相交流電電壓檢測電路3，三相交流電電壓檢測電路3將每相電壓進行取樣並轉化為數字量送給單片機控制電路I進行判斷；單片機控制電路I對採集到的三相電壓與標準設定值進行智能判斷，控制電機控制電路4驅動電機的正反轉動實現常用電源和備用電源之間的切換。單片機控制電路I分別連接顯示電路5、選項設置電路7、位置檢測電路8以實現人機對話以及各項參數的輸入。單片機控制電路I分別連接報警電路6，從而對電機運轉位置進行檢測，在電源切換時進行報警，單片機控制電路I連接有RS485串口通信電路與上位機進行通信。電源電路2分別為電機控制電路4、三相交流電電壓檢測電路3、單片機控制電路I進行供電。本發明的硬體部分主要由電源電路2、兩路三相交流電電壓檢測電路3、單片機控制電路1、選項設置電路7、位置檢測電路8和電機控制電路4組成,如圖1所示，分為兩塊電路板設計，一塊電路板實現控制器供電和電機控制，另一塊電路板實現數據採集、單片機控制、選項設置和位置檢測等弱電電路，採用這種設計可防止強電和弱電之間的幹擾，便於維護。具體的，電機控制電路4在控制器中，用交流電機的正反轉控制開關轉到相應的位置(如I位、II位和O位)，交流電機的正反轉由三根線(N，A，B)控制，一根(N)接零線，其餘兩根中的一根(A)接火線，另一根(B)懸空時正轉，反之反轉。A，B兩根線由單片機的I/O 口通過三極體控制繼電器的常開節點與火線連接，如圖2所示。電源電路2主要是為電機控制電路4的繼電器和單片機控制電路I以及三相交流電電壓檢測電路3提供兩路隔離+ 12V和+ 5V電源，一路為單片機控制電路I和電機控制電路4的繼電器供電，一路為三相交流電電壓檢測電路3的交流側的數據採集提供電源，目的是對強電和弱電提供安全和抗幹擾隔離。+ 12V和+ 5V電源由220V交流電經過變壓器、整流濾波電路和LM7812和LM7805晶片產生，其中輸入交流電選擇(繼電器)用來選擇用常用電源還是備用電源供電，用繼電器實現，當常用電源正常時用常用電源，否則用備用電源。三相交流電電壓檢測電路3實現三相交流電電壓檢測，把220v交流電壓轉換為O - 5V的直流電壓，通過AD轉換晶片(ADC0832)轉換為數字量由單片機採集。該部分電路由六選一電路、分壓電路、整流濾波電路、A/D轉換電路和光耦隔離電路組成。選項設置電路7設置控制器處於電動/自動狀態和在電動狀態下手動置O位、置I位和置II位，通過按鈕實現。本發明有兩種控制狀態即電動/自動狀態，在電動狀態下，通過按鈕設置開關處於O位、I位和II位，在自動狀態下，控制器根據常用電源和備用電源的狀態使開關處於O位、I位和II位，當常用電源正常，開關處於I位；當備用電源正常，常用電源不正常，處於II位；兩路都不正常，處於零位。位置檢測電路8檢測O位、I位和II位的位置，當開關處於相應的位置時，對應的埠為O，單片機可以停止電機轉動。單片機控制電路I是控制器的核心，應用中採用Atmel公司的AT89S52單片機，採用keil C51編程，軟體完成整個控制器的功能，包括輸入交流電採樣選擇、A/D轉換接口、電壓採樣、採樣數據處理、選項設置、電機正轉和反轉控制以及開關位置檢測等功能。其軟體流程圖如圖3所不。本發明與上位機通過RS485串口通信電路進行通信，可以採用主從式結構，一臺主機可以控制多臺下位機，在一個通訊系統中只要用上一臺上位機做主機就可以。具體電路由通用串行接口 UART的數據接收線和數據發送線(RXD\TXD)及選定的發送允許控制線經RS485驅動器MAX485完成。通過RS485總線可以向上位機提供電源狀態信息和自動轉換開關運行狀態信息，並可通過上位機實現自動轉換開關工作，或修改自動轉換開關運行參數，實現遠程遙控操作。本發明的工作原理為三相電壓分別進入電源電路2和三相交流電電壓檢測電路3，由三相交流電電壓檢測電路3中的光電耦合器實現強電與弱電的良好隔離以及有效轉換。光電耦合器會將每相電壓進行取樣，然後送入模數轉換器中，模數轉換後的結果被單片機控制電路I讀入。單片機控制電路I根據用戶鍵入的功能命令，對採集到的三相電壓與標準設定值進行智能判斷，然後發出相應的分閘、合閘指令(或聲光報警指令)，經過接口電路，驅動繼電器，使電源切換開關作相應的動作。如某相電壓超過(或低於)規定的電壓值(簡稱過壓或欠壓)時，應有相應的指示及聲光報警，以及根據用戶設定的工作模式去自動切換電源，切換由繼電器動作並使電機運行帶動開關動作來實現。最後，單片機控制電路I還應對切換後的開關進行檢測，以確定是否正常分閘或正常合閘，形成閉環控制迴路，以免開關本身的故障造成系統不正常工作。上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於:所述的控制器為常用電源和備用電源分別接入電源電路(2 )和三相交流電電壓檢測電路(3 )，三相交流電電壓檢測電路(3 )將每相電壓進行取樣並轉化為數字量送給單片機控制電路(I)進行判斷；單片機控制電路(I)對採集到的三相電壓與標準設定值進行智能判斷，控制電機控制電路(4)驅動電機的正反轉動實現常用電源和備用電源之間的切換。
2.根據權利要求1所述的一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於:所述的單片機控制電路(I)分別連接顯示電路(5)、選項設置電路(7)、位置檢測電路(8)。
3.根據權利要求1所述的一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於:所述的單片機控制電路(I)分別連接報警電路(6 )。
4.根據權利要求1所述的一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於:所述的單片機控制電路(I)連接有RS485串口通信電路(9)。
5.根據權利要求1所述的一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於:所述的電源電路(2)分別為電機控制電路(4)、三相交流電電壓檢測電路(3)、單片機控制電路(I)進行供電。
6.根據權利要求1所述的一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於:所述的三相交流電電壓檢測電路(3 )內設有光電耦合器對當前供電電源中的每相電壓進行取樣，然後送入模數轉換器中進行數模轉換。
7.根據權利要求1所述的一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於:所述的單片機控 制電路(I)的控制晶片的型號為AT89C52。
8.根據權利要求1所述的一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於:所述的單片機控制電路(I)在電機動作後通過電機控制電路(4)對轉換開關是否正常分合閘進行檢測，形成閉環控制迴路。
全文摘要
本發明公開了一種雙電源自動轉換控制器，其特徵在於所述的控制器為常用電源和備用電源分別接入電源電路和三相交流電電壓檢測電路，三相交流電電壓檢測電路將每相電壓進行取樣並轉化為數字量送給單片機控制電路進行判斷；單片機控制電路對採集到的三相電壓與標準設定值進行智能判斷，控制電機控制電路驅動電機的正反轉動實現常用電源和備用電源之間的切換。由於採用上述的結構，本發明的優點在於1、實現的雙電源自動轉換，智能化程度高；2、控制靈活、穩定性好；3、成本低廉，適合大範圍推廣。
文檔編號H02J9/06GK103078394SQ20121058064
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者束龍勝, 劉桃 申請人:安徽鑫龍電器股份有限公司