CN101923993B - 一种可定时的空气开关 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种可定时的空气开关，它包括主触头、自由脱扣机构、过流脱扣器、热脱扣器、欠压脱扣器和主电路，其特点是：还包括脱扣器、控制电路和直流稳压电源电路，脱扣器并联于主电路中，且与控制电路的微型继电器的输出端串联，控制电路的微控制器、实时时钟电路、键盘输入电路、红外遥控接收电路、显示电路和非易失性存储器均通过内部数据总线连接并互相传输数据，主电路与直流稳压电源电路的输入端连接，直流稳压电源电路的输入端与控制电路连接。能够根据作息时间的安排，设定关断时间，具有使用方便、安全可靠等优点。特别广泛适用于商场、学校实验室和行政机关办公室等场所，在60A及以下的民用照明支干线中使用。
Description
技术领域
本发明涉及空气开关，是一种可定时的空气开关，更具体地说，是一种在60A及以下的民用照明支干线中所使用的空气开关，能够广泛用于商场、学校实验室和行政机关办公室等场所的进线开关或照明支路开关。
背景技术
空气开关也称为低压断路器，是低压线路中常用的具有齐备保护功能的控制电器。当电路发生严重过载、短路以及失压等故障时能自动切断电路，在正常条件下，也可用于不频繁地接通和断开电路。
传统的空气开关通常包括三个部分：1由触头和灭弧系统构成的执行部分；2由各种脱扣器构成的故障检测部分；3操作机构与自由脱扣机构。开关的主触头依靠操作机构手动或电动合闸，主触头闭合后，自由脱扣机构将主触头锁在合闸位置上。开关的脱扣器有过流脱扣器、热脱扣器和欠压脱扣器等，它们都是电磁铁。过流脱扣器和热脱扣器的热元件串接于主电路中，而失压脱扣器的线圈并联于主电路中。在主电路正常工作时，过流脱扣器的衔铁是释放的，欠压脱扣器的衔铁是吸住的，不影响锁扣闭锁。当主电路发生短路或严重过载时，过流脱扣器线圈中的磁通急剧增加，将衔铁吸合并使之逆时针旋转，进而推动自由脱口机构动作，主触头在弹簧的作用下分开并切断主电路。当主电路过载时，热脱扣器的热元件发热将使双金属片向上弯曲，进而推动自由脱扣机构动作，同样，主触头在弹簧的作用下分开并切断主电路。当主电路发生失压或欠压故障时，欠压脱扣器线圈中的磁通下降，使电磁吸力下降或消失，衔铁在弹簧的作用下向上移动，推动自由脱扣机构动作，使主触头在弹簧的作用下被拉向左方，使主电路分断。在电路排除过载、短路或欠压故障后，必须再次依靠操作机构手动或电动合闸，使主触头闭合，主电路才能重新工作。如上所述，在正常条件下，空气开关可用于不频繁地接通和断开电路，但是在商场、学校实验室和行政机关办公室等应用场合中，经常会发生下班后忘记切断供电电源的情况，若有电器长期运行而且无人看管，则有导致火灾等危险情况发生的可能，存在着安全隐患。
发明内容
本发明的目的是，提供一种能够根据作息时间的安排，设定关断时间，使用方便、安全可靠的可定时的空气开关。
为了实现上述目的，本发明一种可定时的空气开关，它包括主触头1、自由脱扣机构2、过流脱扣器3、热脱扣器4、欠压脱扣器5和主电路6，其特征是：还包括脱扣器7、控制电路9和直流稳压电源电路10，脱扣器7并联于主电路6中，且与控制电路9的微型继电器8的输出端串联，所述控制电路9的微控制器13、实时时钟电路12、键盘输入电路16、红外遥控接收电路15、显示电路14和非易失性存储器11均通过内部数据总线17连接并互相传输数据，主电路6与直流稳压电源电路10的输入端连接，直流稳压电源电路10的输入端与控制电路9连接。
所述微控制器13是控制电路9的核心部件，微控制器采用型号AT89S52芯片。
所述实时时钟电路12的实时时钟采用型号DS1302芯片，且通过三线接口与微控制器13的AT89S52芯片相连并进行同步通信。
所述键盘输入电路16通过行线与微控制器13的AT89S52芯片的P2.3引脚连接，分别通过列线与AT89S52芯片的P2.4和P2.5引脚连接，在行线和列线的每个交叉点上均设置一个按键，其中第一按键S1用于切换模式，第二按键S2用于设置参数值。
所述红外接收电路15采用型号IRM-H138/TR2一体化接收头接收红外遥控信号。
所述显示电路14采用型号LCD1602显示模块。
所述非易失性存储器11采用型号AT24C02芯片。
本发明一种可定时的空气开关能够根据作息时间的安排，设定关断时间，具有使用方便、安全可靠等优点。特别广泛适用于商场、学校实验室和行政机关办公室等场所，在60A及以下的民用照明支干线中使用。
附图说明
图1是本发明一种可定时的空气开关的结构示意图。
图2是本发明一种可定时的空气开关中控制电路的原理图。
图3是本发明一种可定时的空气开关中直流稳压电源的原理图。
图4是本发明一种可定时的空气开关的外形结构示意图。
图中：1开关的主触头、2自由脱扣机构、3过流脱扣器、4热脱扣器、5欠压脱扣器、6主电路、7脱扣器、8微型继电器、9控制电路、10直流稳压电源电路、11非易失性存储器、12实时时钟电路、13微控制器、14显示电路、15红外遥控接收电路、16键盘输入电路、17内部数据总线、18壳体、25变压器、26三端集成稳压器、27操作手柄、28液晶显示屏、29模式按钮、30上翻按钮、31红外遥控接收窗口。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的优选实施方案。在不背离本发明的情况下，本发明可以在各个不同的方面进行改变，因此附图和描述本质上是示例性的，而不是限制性的。
参照图1，本发明一种可定时的空气开关是在传统空气开关所具有的主触头1、自由脱扣机构2、过流脱扣器3、热脱扣器4、欠压脱扣器5和主电路6的基础之上，增加了1个脱扣器7、1个控制电路9和1个直流稳压电源电路10。脱扣器7并联于主电路中，同时与微型继电器8的输出端串联。在未到该分断主电路6的设定时间，控制电路9向继电器8的输入端输出低电平，此时继电器8的输出端断开，脱扣器7的线圈中没有电流流过，因此其衔铁是释放的。一旦到了该分断主电路6的设定时间，控制电路9向继电器8的输入端输出高电平，使继电器8的输出端闭合，此时脱扣器7的线圈中将会有电流流过，在电磁力吸引的作用下，衔铁顺时针旋转并推动推动自由脱扣机构2动作，进而使主触头1在弹簧的作用下被拉向左方，使主电路6分断。控制电路9以微控制器13为核心，此外还包括实时时钟电路12、键盘输入电路16、红外遥控接收电路15、显示电路14和非易失性存储器11，以上各部分通过内部数据总线17互相连接并互相传输数据。控制电路9由直流稳压电源电路10提供电源，直流稳压电源电路10从主电路6上取220V的交流电，然后将其转换成控制电路9所需要的直流电压。
参照图2，本发明一种可定时的空气开关的控制电路9的微控制器13是控制电路9的核心部件，其控制参数的设置、保存、显示及控制指令的生成都需要微控制器13的参与。本实施例中微控制器13采用型号AT89S52芯片，AT89S52芯片是一种低成本、低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K字节的Flash和256字节的RAM，且支持2种软件可选择节电模式；实时时钟电路12为控制电路9提供当前时间，本实施例实时时钟电路12的实时时钟芯片采用型号DS1302芯片，DS1302芯片是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，可以对年、月、日、时、分和秒进行计时，且具有闰年补偿功能，采用三线接口与微控制器13的AT89S52芯片相连并进行同步通信，提供对后背电源进行涓细电流充电的能力，在主电源掉电的情况下可自动切换到后备电源，因此能够为控制电路持续提供准确的当前时间；键盘输入电路16用于设置当前时间、分断主电路6的时间及空气开关的定时功能是否可用等参数，本实施例采用1×2矩阵键盘电路，其中用1条I/O线作行线，用2条I/O线作列线，行线接微控制器13的AT89S52芯片的P2.3引脚，列线接AT89S52芯片的P2.4和P2.5引脚，在行线和列线的每个交叉点上均设置一个按键，其中第一按键21为S1用于切换模式，第二按键22为S2用于设置参数值；红外接收电路15用于设置当前时间、分断主电路6的时间及空气开关的定时功能是否可用等参数，本实施例的红外接收电路15采用型号IRM-H138/TR2一体化接收头，接收红外遥控信号，型号IRM-H138/TR2一体化接收头将红外接收电路15集成在一个元件中，包括红外光电二极管、放大器、限副器、带通滤波器、积分电路和比较器等，其载波频率为38kHz；显示电路14用于显示当前时间、分断供电线路的时间、定时功能是否可用等信息，本实施例显示电路14采用型号LCD1602显示模块，型号LCD1602显示模块是一种图形点阵液晶屏，可显示2行16列字符，而且模块内带标准字库，采用+5V供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比；非易失性存储器11用于存储分断主电路6的时间，本实施例的采用的非易失性存储器11采用型号AT24C02芯片，型号AT24C02芯片是美国Atmel公司生产的低功耗CMOS型E2PROM，带I2C总线接口，容量为256×8位，其特点是无需特殊设备，微控制器13的AT89S52芯片能够对它进行读/写操作，使用非常方便。
参照图3，本发明一种可定时的空气开关的直流稳压电路10为一个经典的直流稳压电路，首先从主电路上取220V的交流电，然后用变压器25将220V的交流电转变为9～15V的交流电，然后经过整流和滤波后送给三端集成稳压器，最后输出+5V的直流电压，本实施例所采用的三端集成稳压器26型号是7805。参照图4，本发明一种可定时的空气开关具有壳体18，转动操作手柄27、液晶显示屏28、模式按钮29、上翻按钮30和红外遥控接收窗口31均置于壳体18的前壳体上。
Claims (7)
1.一种可定时空气开关，它包括主触头(1)、自由脱扣机构(2)、过流脱扣器(3)、热脱扣器(4)、欠压脱扣器(5)和主电路(6)，其特征是：还包括定时脱扣器(7)、控制电路(9)和直流稳压电源电路(10)，定时脱扣器(7)并联于主电路(6)中，且与控制电路(9)的微型继电器(8)的输出端串联，所述控制电路(9)的微控制器(13)、实时时钟电路(12)、键盘输入电路(16)、红外遥控接收电路(15)、显示电路(14)和非易失性存储器(11)均通过内部数据总线(17)连接并互相传输数据，主电路(6)与直流稳压电源电路(10)的输入端连接，直流稳压电源电路(10)的输入端与控制电路(9)连接。
2.根据权利要求1的一种可定时空气开关，其特征是：所述微控制器(13)是控制电路(9)的核心部件，微控制器采用型号AT89S52芯片。
3.根据权利要求1的一种可定时空气开关，其特征是：所述实时时钟电路(12)的实时时钟采用型号DS1302芯片，且通过三线接口与微控制器(13)的AT89S52芯片相连并进行同步通信。
4.根据权利要求1的一种可定时空气开关，其特征是：所述键盘输入电路(16)通过行线与微控制器(13)的AT89S52芯片的P2.3引脚连接，分别通过列线与AT89S52芯片的P2.4和P2.5引脚连接，在行线和列线的每个交叉点上均设置一个按键，其中第一按键S1用于切换模式，第二按键S2用于设置参数值。
5.根据权利要求1的一种可定时空气开关，其特征是：所述红外接收电路(15)采用型号IRM-H138/TR2一体化接收头接收红外遥控信号。
6.根据权利要求1的一种可定时空气开关，其特征是：所述显示电路(14)采用型号LCD1602显示模块。
7.根据权利要求1的一种可定时空气开关，其特征是：所述非易失性存储器(11)采用型号AT24C02芯片。
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