CN101013824B - 末端型双电源自动转换开关控制电路 - Google Patents

末端型双电源自动转换开关控制电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种末端型双电源自动转换开关控制电路，设有与电源连接的继电器(J1-1)，同时设有“自动/手动”状态的转换及指示灯电路、“自复/互备”状态的转换及指示灯电路；设有第十二二极管(D12)与第十一二极管(D11)为“自动/手动”状态指示灯与“自复/互备”状态指示灯提供电源；第六发光二极管(LED6)、第五二极管(D5)、第一电阻(R1)组成主电源指示灯电路；第十五发光二极管(LED15)、第四电阻(R4)、第二十二极管(D20)组成备用电源指示灯电路；并且分别设有两个全桥整流电路，以及“自复/互备”控制电路。该电路设计简单，性能安全可靠，节能降耗，成本低、应用广。

Description

末端型双电源自动转换开关控制电路
技术领域
本发明涉及一种电源电路，特别涉及一种末端型双电源自动转换开关控制电路。
背景技术
目前，在日常的生产、生活中，有很多场合的用电要求比较严格，常常要求不间断供电。然而，现实中由于种种原因供电系统会遇到这样或那样的故障，从而导致供电的中断，这将会给人们的生活带来不便以及造成生产上的损失。在这种情况下，要求用两路电源同时供电，当一路电源发生问题的时候，由另一路电源接替此路电源继续供电，这项工作主要由双电源自动转换开关自动完成。现有的双电源电路虽然功能较多，但电路复杂，故障点多，制造成本高，且维修不便。而且一大部分双电源又常常被用在供电系统的末端，实际完全不须要那么多繁复的保护功能，因此全功能双电源用在这样的场合既增加了故障点，又会造成资源、能源的浪费。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种结构简单、设计合理，安全可靠且应用广泛的末端型双电源自动转换开关控制电路。
为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种末端型双电源自动转换开关控制电路，其特征在于该电路设有与电源连接的继电器J1-1，同时包括第八发光二极管LED8、第九发光二极管LED9、第二转换开关K2-1、第二电阻R2组成“自动/手动”状态指示灯电路，其中第二电阻R2的一端与第十一二极管D11的负极和第十二二极管D12的负极连接，同时第二电阻R2的另一端与第二转换开关K2-1的公共端连接，第二转换开关K2-1的自动闭合端与第八发光二极管LED8的正极连接，第二转换开关K2-1的手动断开端与第九发光二极管LED9的正极连接，第八发光二极管LED8的负极、第九发光二极管LED9的负极与继电器J1-1的第三触点J1-3的公共端连接，
第三触点J1-3的断开端与主电源的零线连接，第三触点J1-3的闭合端与备用电源的零线连接；第十三发光二极管LED13、第十四发光二极管LED14、第一转换开关K1-1、第三电阻R3组成“自复/互备”状态指示灯电路，其中第三电阻R3的一端与第十一二极管D11的负极和第十二二极管D12的负极连接，同时第三电阻R3的另一端与第一转换开关K1-1的公共端连接，第一转换开关K1-1的自复闭合端与第十三发光二极管LED13的正极连接，第一转换开关K1-1的互备断开端与第十四发光二极管LED14的正极连接，第十三发光二极管LED13的负极、第十四发光二极管LED14的负极与继电器J1-1的第三触点J1-3的公共端连接；继电器J1-1的第二触点J1-2的一端与第十二二极管D12的正极相连，另一端与220V主电源的相线连接；第十一二极管D11的正极与继电器J1-1的第四触点J1-4的公共端相连，第十二二极管D12与第十一二极管D11为“自动/手动”状态指示灯与“自复/互备”状态指示灯提供电源；第六发光二极管LED6、第五二极管D5、第一电阻R1组成主电源指示灯电路，其中第一电阻R1一端与220V主电源的相线连接，另一端与第五二极管D5的正极连接，第五二极管D5的负极与第六发光二极管LED6的正极连接，第六发光二极管LED6的负极与继电器J1-1的第三触点J1-3的断开端连接；第十五发光二极管LED15、第四电阻R4、第二十二极管D20组成备用电源指示灯电路，其中第十五发光二极管LED15的负极与继电器J1-1的第三触点J1-3的闭合端连接，第十五发光二极管LED15的正极与第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与第二十二极管D20的负极连接，第二十二极管D20的正极与220V备用电源的相线及继电器J1-1的第四触点J1-4的闭合端连接；设有的第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4组成一个全桥整流电路，第一二极管D1的正极与第三二极管D3的负极为一个电源输入端，通过继电器J1-1的线圈与主电源的相线相连，第二二极管D2的正极与第四二极管D4的负极为另一个电源输入端，与主电源的零线相连；第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十八二极管D18、第十九二极管D19组成另一个全桥整流电路；可控硅Q1、第六电阻R6、光耦U1、电解电容C1、第七电阻R7、第一开关K1-2、第五电阻R5以及第十六二极管D16、第十七二极管D17、第十八二极管D18、第十九二极管D19组成了“自复/互备”控制电路，其中可控硅Q1的阳极与第一二极管D1的负极、第二二极管D2的负极以及第六电阻R6的一端连接，可控硅Q1的阴极与第三二极管D3的正极、第四二极管D4的正极以及光耦U1的发射极连接，可控硅Q1的控制极与第六电阻R6的另一端及光耦U1的集电极连接，光耦U1的阳极与电解电容C1的正极、第七电阻R7的一端及第一开关K1-2的一端连接，第一开关K1-2的另一端与第十六二极管D16的负极、第十七二极管D17的负极连接，光耦U1的阴极与电解电容C1的负极、第七电阻R7的另一端及第十八二极管D18的正极、第十九二极管D19的正极连接，第十六二极管D16的正极、第十八二极管D18的负极与继电器J1-1的第四触点J1-4的公共端连接，继电器J1-1的第四触点J1-4的断开端与第十七二极管D17的正极、第十九二极管D19的负极及第五电阻R5的一端连接，第五电阻R5的另一端与继电器J1-1的第三触点J1-3的公共端连接；当第一转换开关K1-1在自复状态时，第一开关K1-2在断开状态，若当前双电源在备用电源上工作，那么一旦主电源恢复正常则可控硅Q1导通，经第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4使继电器J1-1线圈得电，继电器J1-1的所有触点转换状态，即继电器J1-1所有断开点转换为闭合点、所有闭合点转换为断开点，双电源转到主电源上工作；当第一转换开关K1-1在互备状态时，第一开关K1-2在闭合位置，若当前双电源在备用电源上工作，那么如果此时主电源恢复正常，则由于光耦U1处于工作状态，光耦U1的发射极、集电极导通，则可控硅Q1的触发信号被旁路，可控硅Q1不导通，从而继电器J1-1的触点不动作，双电源仍在备用电源上工作；并分别设有保护继电器J1-1线圈的第一压敏电阻RV1，保护电动机M线圈的第二压敏电阻RV2以及电动机M的换相电容C2，其中电动机M分别与第二开关K2-2一端、第一限位开关SQ1的闭合端、第二限位开关SQ2的闭合端相连接，第一限位开关SQ1的断开端与第二限位开关SQ2的断开端均为悬空端，第一限位开关SQ1公共端与第十二二极管D12的正极相连，第二限位开关SQ2公共端与第十一二极管D11的正极相连；换相电容C2的两端分别与第一限位开关SQ1闭合端和第二压敏电阻RV2的一端连接，同时第二压敏电阻RV2的另一端与电动机M、第二开关K2-2一端相连接，第二开关K2-2另一端与继电器J1-1的第三触点J1-3的公共端相连接.
本发明的有益效果是：由于很多场合应用双电源都是用于供电系统的末端，它的上端还有很多保护性电路，因此工作在末端的双电源就没有必要重复设计保护电路，故而该设计采用简单而实用的有效措施，避免重复设计繁琐的保护电路，这样既节约了资源，又可以将双电源电路设计得更简单，使其工作更加可靠.该电路所采用的元器件都是常用元器件，性能优良、稳定，价格低廉利于生产，便于维修，由于此双电源的电路极其简单且电路中大多采用电阻，电容、二极管等故障率极低的元器件，所以生产工艺较全功能双电源要简单的多，产品故障率也比全功能双电源降低很多.末端型双电源自动转换开关电路主要工作在供电系统的末端，可谓全功能双电源自动转换开关的简化版，它只提供基本的电源检测及转换功能，所以可将电路简化到最低限度，从而使电路的工作性能更加稳定.
总之，本发明电路设计简单，性能安全可靠，节能降耗，应用简便，适用范围广，有效降低产品的制造成本，非常适用于规模化生产。
附图说明
图1是本发明电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：
参见图1，一种末端型双电源自动转换开关控制电路，其特征在于该电路设有与电源连接的继电器J1-1，同时包括发光二极管LED8、LED9、开关K2-1、电阻R2组成“自动/手动”状态指示灯电路，其中发光二极管LED8为自动指示灯，发光二极管LED9为手动指示灯，K2-1为“自动/手动”状态指示灯转换开关，电阻R2为“自动/手动”状态指示灯限流电阻；发光二极管LED13、LED14、开关K1-1、电阻R3组成“自复/互备”状态指示灯电路，其中发光二极管LED13为自复状态指示灯，发光二极管LED14为互备状态指示灯，开关K1-1为“自复/互备”状态指示灯转换开关，电阻R3为“自复/互备”状态指示灯限流电阻；二极管D12与D11为“自动/手动”状态指示灯与“自复/互备”状态指示灯提供电源，这两个二极管分别从主电源与备用电源上取得电能提供给指示灯电路；这样就能保证只要主，备电源只要有一路正常，指示灯电路就可以正常工作，同时这两个二极管还起到了保护指示灯不被反电压击穿的作用.发光二极管LED6、二极管D5、电阻R1组成主电源指示灯电路，其中发光二极管LED6为指示灯，电阻R1为限流电阻，二极管D5为保护二极管，防止发光二极管LED6反向击穿；发光二极管LED15、电阻R4、二极管D20组成备用电源指示灯电路，其中发光二极管LED15为指示灯，电阻R4为限流电阻，二极管D20为保护二极管，防止LED15反向击穿；设有的二极管D1，D2，D3，D4与D16，D17，D18，D19分别组成两个全桥整流电路；可控硅Q1、电阻R6、光耦U1、电容C1、电阻R7、开关K1-2、电阻R5以及二极管D16、D17、D18、D19组成了“自复/互备”控制电路，其中电容C1与电阻R7为光耦U1的输入滤波电路，起到抗干扰及平波的作用，电阻R5为光耦U1输入的限流电阻，电阻R6为可控硅Q1的触发电阻；当开关K1-1在自复状态时，K1-2在断开状态，若当前在备用电源上工作，那么一但主电源恢复正常则可控硅Q1导通经二极管D1、D2、D3、D4使继电器J1-1线圈得电，继电器J1-1触点动作，双电源转到主电源上工作；当开关K1-1在互备状态时，开关K1-2在闭合位置，若当前双电源在备用电源上工作，那么如果此时主电源恢复正常则由于光耦U1处于工作状态，光耦U1的3，4端导通，则可控硅Q1的触发信号被旁路，可控硅Q1不导通，从而继电器J1-1不动作，双电源仍在备用电源上工作；RV1为压敏电阻用来保护继电器J1-1的线圈，RV2也为压敏电阻用来保护电动机M的线圈；电容C2为电动机M的换相电容，起到使电动机M正反转的作用.
图1中所示出的继电器J1-1的触点位置为继电器线圈不通电的位置即释放位置。K1-1为双电源自复与互备转换开关，自复就是由于主电源故障双电源在备用电源工作状态，当主电源恢复正常后，无论备用电源是否正常双电源均转换到主电源上去工作；互备是指两路电源互为备用，主电源有故障则转到备用电源上去工作，主电源恢复正常后双电源也不转换，只有当备用电源发生故障后才转换。图中所画K1-1在自复位置。K2-1为手动自动转换开关，手动指所有操作都由人工来完成，即当工作电源发生故障后，要由人来扳动双电源开关转换到正常的电源上去工作；自动是指双电源实时检测电源状态，当发现当前工作电源发生故障时，不需人工干预就可自动的转换到正常的电源上去工作。图中所画K2-1在自动位置。SQ1为主电源限位开关，图中所画位置为双电源没有合到主电源时的位置。SQ2为备用电源限位开关，图中所画位置为双电源没有合到备用电源时的位置。LED6为主电源指示灯，当主电源有电时，此指示灯点亮，LED15为备用电源指示灯，当备用电源有电时引指示灯点亮。D1，D2，D3，D4与D16，D17，D18，D19分别组成两个全桥整流电路。LED8为自动状态指示灯，LED9为手动状态指示灯，LED13为自复状态指示灯，LED14为互备状态指示灯。M为双向旋转电动机。RV1，RV2为压敏电阻，分别用于吸收继电器及电机断开瞬间所产生的反向电动势起到保护作用。U1为光耦，用于自复与互备的控制。
电路的工作原理如下：首先设K1-1在自复位置，K2-1在自动位置，主副电源都正常，且双电源在主电源位置，可控硅Q1由触发电阻R6触发导通，使继电器J1-1得电吸合，备用电源被切断，主电源被接通，同时零线也从备用电源转换到主电源上。当主电源发生故障时继电器失电释放，则主电源被切断，备用电源被接通，零线从主电源上转换到备用电源上，电机得电旋转，电机带动传动装置将备用电源断路器闭合，当备用电源断路器合到位后，行程开关SQ2动作，将电动机与备用电源断开，此时电动机停转，双电源稳定在备用电源工作状态。如果主电源又恢复正常，则继电器吸合备用电源被断开电机再次得电向主电源方向旋转，同时电机带动传动装置将主电源断路器闭合，当主电源断路器合到位后，行程开关SQ1动作将电机断开，电机停转，双电源又稳定在主电源工作状态。如果K1-1是在互备位置，那么当备用电源工作时，光耦U1也得电工作，它将可控硅Q1的触发信号对地短路掉，这样即使主电源恢复正常由于可控硅没有触发信号继电器J1-1也不会吸合，电机也就不会旋转，双电源不动作。如果K2-1在手动位置，则电机的公共线被断掉，电机不会旋转，也就是所有转换均依靠于人工手动。
总之，双电源实时检测两路电源的供电状态，判断当前工作电源是否良好，是否应该转换到另一路电源去工作以及控制电动机的旋转方向来实现两路电源的相互转换。当发现当前工作的电源发生停电，三相电压不平衡，电源频率偏差过大等问题时，而备用电源供电质量良好时就会自动转换到备用电源上工作。转换工作主要通过电动机带动机械传动机构从而扳动两个断路器完成的。
上述参照实施例对末端型双电源自动转换开关控制电路进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种末端型双电源自动转换开关控制电路，其特征在于该电路设有与电源连接的继电器(J1-1)，同时包括第八发光二极管(LED8)、第九发光二极管(LED9)、第二转换开关(K2-1)、第二电阻(R2)组成“自动/手动”状态指示灯电路，其中第二电阻(R2)的一端与第十一二极管(D11)的负极和第十二二极管(D12)的负极连接，同时第二电阻(R2)的另一端与第二转换开关(K2-1)的公共端连接，第二转换开关(K2-1)的自动闭合端与第八发光二极管(LED8)的正极连接，第二转换开关(K2-1)的手动断开端与第九发光二极管(LED9)的正极连接，第八发光二极管(LED8)的负极、第九发光二极管(LED9)的负极与继电器(J1-1)的第三触点(J1-3)的公共端连接，第三触点(J1-3)的断开端与主电源的零线连接，第三触点(J1-3)的闭合端与备用电源的零线连接；第十三发光二极管(LED13)、第十四发光二极管(LED14)、第一转换开关(K1-1)、第三电阻(R3)组成“自复/互备”状态指示灯电路，其中第三电阻(R3)的一端与第十一二极管(D11)的负极和第十二二极管(D12)的负极连接，同时第三电阻(R3)的另一端与第一转换开关(K1-1)的公共端连接，第一转换开关(K1-1)的自复闭合端与第十三发光二极管(LED13)的正极连接，第一转换开关(K1-1)的互备断开端与第十四发光二极管(LED14)的正极连接，第十三发光二极管(LED13)的负极、第十四发光二极管(LED14)的负极与继电器(J1-1)的第三触点(J1-3)的公共端连接；继电器(J1-1)的第二触点(J1-2)的一端与第十二二极管(D12)的正极相连，另一端与220V主电源的相线连接；第十一二极管(D11)的正极与继电器(J1-1)的第四触点(J1-4)的公共端相连，第十二二极管(D12)与第十一二极管(D11)为“自动/手动”状态指示灯与“自复/互备”状态指示灯提供电源；第六发光二极管(LED6)、第五二极管(D5)、第一电阻(R1)组成主电源指示灯电路，其中第一电阻(R1)一端与220V主电源的相线连接，另一端与第五二极管(D5)的正极连接，第五二极管(D5)的负极与第六发光二极管(LED6)的正极连接，第六发光二极管(LED6)的负极与继电器(J1-1)的第三触点(J1-3)的断开端连接；第十五发光二极管(LED15)、第四电阻(R4)、第二十二极管(D20)组成备用电源指示灯电路，其中第十五发光二极管(LED15)的负极与继电器(J1-1)的第三触点(J1-3)的闭合端连接，第十五发光二极管(LED15)的正极与第四电阻(R4)的一端连接，第四电阻(R4)的另一端与第二十二极管(D20)的负极连接，第二十二极管(D20)的正极与220V备用电源的相线及继电器(J1-1)的第四触点(J1-4)的闭合端连接；设有的第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)组成一个全桥整流电路，第一二极管(D1)的正极与第三二极管(D3)的负极为一个电源输入端，通过继电器(J1-1)的线圈与主电源的相线相连，第二二极管(D2)的正极与第四二极管(D4)的负极为另一个电源输入端，与主电源的零线相连；第十六二极管(D16)、第十七二极管(D17)、第十八二极管(D18)、第十九二极管(D19)组成另一个全桥整流电路；可控硅(Q1)、第六电阻(R6)、光耦(U1)、电解电容(C1)、第七电阻(R7)、第一开关(K1-2)、第五电阻(R5)以及第十六二极管(D16)、第十七二极管(D17)、第十八二极管(D18)、第十九二极管(D19)组成了“自复/互备”控制电路，其中可控硅(Q1)的阳极与第一二极管(D1)的负极、第二二极管(D2)的负极以及第六电阻(R6)的一端连接，可控硅(Q1)的阴极与第三二极管(D3)的正极、第四二极管(D4)的正极以及光耦(U1)的发射极连接，可控硅(Q1)的控制极与第六电阻(R6)的另一端及光耦(U1)的集电极连接，光耦(U1)的阳极与电解电容(C1)的正极、第七电阻(R7)的一端及第一开关(K1-2)的一端连接，第一开关(K1-2)的另一端与第十六二极管(D16)的负极、第十七二极管(D17)的负极连接，光耦(U1)的阴极与电解电容(C1)的负极、第七电阻(R7)的另一端及第十八二极管(D18)的正极、第十九二极管(D19)的正极连接，第十六二极管(D16)的正极、第十八二极管(D18)的负极与继电器(J1-1)的第四触点(J1-4)的公共端连接，继电器(J1-1)的第四触点(J1-4)的断开端与第十七二极管(D17)的正极、第十九二极管(D19)的负极及第五电阻(R5)的一端连接，第五电阻(R5)的另一端与继电器(J1-1)的第三触点(J1-3)的公共端连接；当第一转换开关(K1-1)在自复状态时，第一开关(K1-2)在断开状态，若当前双电源在备用电源上工作，那么一旦主电源恢复正常则可控硅(Q1)导通，经第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)使继电器(J1-1)线圈得电，继电器(J1-1)的所有触点转换状态，即继电器(J1-1)所有断开点转换为闭合点、所有闭合点转换为断开点，双电源转到主电源上工作；当第一转换开关(K1-1)在互备状态时，第一开关(K1-2)在闭合位置，若当前双电源在备用电源上工作，那么如果此时主电源恢复正常，则由于光耦(U1)处于工作状态，光耦(U1)的发射极、集电极导通，则可控硅(Q1)的触发信号被旁路，可控硅(Q1)不导通，从而继电器(J1-1)的触点不动作，双电源仍在备用电源上工作；并分别设有保护继电器(J1-1)线圈的第一压敏电阻(RV1)，保护电动机(M)线圈的第二压敏电阻(RV2)以及电动机(M)的换相电容(C2)，其中电动机(M)分别与第二开关(K2-2)一端、第一限位开关(SQ1)的闭合端、第二限位开关(SQ2)的闭合端相连接，第一限位开关(SQ1)的断开端与第二限位开关(SQ2)的断开端均为悬空端，第一限位开关(SQ1)公共端与第十二二极管(D12)的正极相连，第二限位开关(SQ2)公共端与第十一二极管(D11)的正极相连；换相电容(C2)的两端分别与第一限位开关(SQ1)闭合端和第二压敏电阻(RV2)的一端连接，同时第二压敏电阻(RV2)的另一端与电动机(M)、第二开关(K2-2)一端相连接，第二开关(K2-2)另一端与继电器(J1-1)的第三触点(J1-3)的公共端相连接.
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