一种可定时的空气开关
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。