CN102104272A

CN102104272A - 电源切换装置

Info

Publication number: CN102104272A
Application number: CN2009101890334A
Authority: CN
Inventors: 杨朋; 李磊
Original assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Current assignee: Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2011-06-22

Abstract

本发明涉及一种电源切换装置，其中，交流电源输入端依次通过交流电子开关、第一电流互感器、第一电压互感器与输出端连接而形成一交流支路，所述直流电源输入端依次通过第二电压互感器、直流电子开关、逆变器、第二电流互感器、第一电压互感器与输出端连接而形成一直流支路，所述控制单元用于接收第一电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器及第二电流互感器发送的信息，对接收的信息进行处理，控制直流电子开关、交流电子开关及逆变器的开通与关断。上述电源切换装置可以在交流电源与直流电源之间进行切换，并且交流支路和直流支路不会同时导通，从而使负载可以根据实际情况选用不同的电源进行供电，实现用电成本最低及效率最优。

Description

电源切换装置

【技术领域】

本发明涉及一种电源切换装置。

【背景技术】

目前市场上的自动转换开关电器一般具有两路电源输入端和一路电源输出端。此类自动转换开关电器只能用于两路同性质的电源间切换，即在两路电源为交流时选用交流开关，两路电源为直流时选用直流开关。

在实际应用中，有不少用电场所，其常用电源与备用电源中有一路为交流电源，而另外一路为直流电源，这时就需要有一种能在交流电源与直流电源之间进行切换的电源切换装置。

【发明内容】

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种能在交流电源与直流电源之间进行切换的电源切换装置。

一种电源切换装置，包括直流电源输入端、交流电源输入端、输出端、交流电子开关、第一电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器、直流电子开关、逆变器、第二电流互感器、控制单元，所述交流电源输入端依次通过交流电子开关、第一电流互感器、第一电压互感器与输出端连接而形成一交流支路，所述直流电源输入端依次通过第二电压互感器、直流电子开关、逆变器、第二电流互感器、第一电压互感器与输出端连接而形成一直流支路，所述交流电子开关用于控制交流支路的开通与关断，所述第一电流互感器用于检测流过交流支路的电流，所述第一电压互感器用于检测输出端的电压，所述第二电压互感器用于检测直流输入端的电压，所述直流电子开关用于控制直流支路的开通与关断，所述逆变器用于将直流电转换为交流电，所述第二电流互感器用于检测流过直流支路的电流，所述控制单元用于接收第一电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器及第二电流互感器发送的信息，对接收的信息进行处理，控制直流电子开关、交流电子开关及逆变器的开通与关断。

优选的，所述控制单元包括脉冲触发器和可编程控制器，所述脉冲触发器与可编程控制器连接，所述可编程控制器向脉冲触发器发送控制信号，所述接收第一电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器及第二电流互感器发送的信息及对接收的信息进行处理是由可编程控制器实现，所述控制直流电子开关、交流电子开关及逆变器的开通与关断是由脉冲触发器实现。

优选的，还包括显示单元，所述显示单元与控制单元连接，所述控制单元控制显示单元显示提示信息。

优选的，所述提示信息包括负载功率信息、直流电源工作状态、交流电源工作状态。

优选的，还包括通讯端口，所述通讯端口的一端与控制单元连接，所述通讯端口的另一端用于与远程控制中心连接。

优选的，所述控制单元与远程控制中心是采用有线或无线的方式连接。

上述电源切换装置可以在交流电源与直流电源之间进行切换，并且交流支路和直流支路不会同时导通，从而使负载可以根据实际情况选用不同的电源进行供电，实现用电成本最低及效率最优。

【附图说明】

图1是电源切换装置的示意图。

图2是交流电子开关的示意图。

图3是直流电子开关的示意图。

图4是逆变器的示意图。

【具体实施方式】

图1是电源切换装置的示意图。在图1中，实线表示电流信号，虚线表示控制信号。电源切换装置包括直流电源输入端12、交流电源输入端13、输出端14、通讯端口15、交流电子开关、第一电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器、直流电子开关、逆变器、第二电流互感器、脉冲触发器、可编程控制器、显示单元。交流电源输入端13依次通过交流电子开关、第一电流互感器、第一电压互感器与输出端14连接，即形成一交流支路。直流电源输入端12依次通过第二电压互感器、直流电子开关、逆变器、第二电流互感器、第一电压互感器与输出端14连接，即形成一直流支路。脉冲触发器与可编程控制器连接，显示单元与可编程控制器连接，通讯端口15的一端与可编程控制器连接。脉冲触发器与可编程控制器构成控制单元。

直流电源输入端12与外部的直流电源(例如蓄电池、太阳能电池等等)连接，交流电源输入端13与外部的交流电源(例如电网)连接，输出端14与负载(例如各种用电设备)连接，通讯端口15的另一端用于与远程控制中心连接。交流电子开关用于控制交流支路的开通与关断，第一电流互感器用于检测流过交流支路的电流，第一电压互感器用于检测输出端14的电压，第二电压互感器用于检测直流输入端12的电压，直流电子开关用于控制直流支路的开通与关断，逆变器用于将直流电转换为交流电，第二电流互感器用于检测流过直流支路的电流，脉冲触发器用于控制直流电子开关、交流电子开关及逆变器的开通与关断，可编程控制器用于接收外部控制命令(来自远程控制中心)，接收第一电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器及第二电流互感器发送的信息，对接收的信息进行处理，向脉冲触发器发送控制信号，控制显示单元显示提示信息(例如负载功率信息、直流电源工作状态、交流电源工作状态等等)。

图2是交流电子开关的示意图，其中，V1和V2表示二极管，VT1和VT2表示可关断晶闸管。

图3是直流电子开关的示意图，其中，R表示电阻，C表示电容，VT3表示可关断晶闸管。

图4是逆变器的示意图，其中，V3-V6表示二极管，VT4-VT7表示可关断晶闸管。

上述电源切换装置具有两种工作模式，即开放工作模式和封闭工作模式，以下具体说明这两种工作模式。

1、开放工作模式：

这种工作模式需要控制单元与远程控制中心建立连接，连接方式可以采用有线或无线的方式。操作人员可根据具体情况决定由何种电源工作，如果操作人员不发出命令，此装置将不能够完成相关切换动作。具体工作流程如下：控制单元首先接收外部控制命令(操作人员通过远程控制中心发出)，外部控制命令的内容是切换到所需要的电源。控制单元接收到外部控制命令以后，检测负载正在使用哪种电源，即读取第一电流互感器和第二电流互感器的数值，第一电流互感器和第二电流互感器的数值分为以下两种情况：

(1)、当第一电流互感器和第二电流互感器的数值全部为零时，表明负载没有工作。若外部控制命令是切换到交流电源，控制单元可直接触发交流电子开关，完成切换动作。若外部控制命令是切换到直流电源，则需要先检测直流电源状态，若符合条件，控制单元触发直流电子开关完成切换动作，否则拒绝触发直流电子开关并发出报警信息(可在显示单元显示该报警信息)。

(2)、当第一电流互感器和第二电流互感器的数值不全为零时，表明有某种电源正在给负载供电，这时需要判断是何种电源在给负载供电。对第一电流互感器和第二电流互感器分别赋予一个地址，控制单元可根据地址来判断何种电源在供电。在得出何种电源正在供电后就与接收的命令相比较，若符合命令则直接进行状态显示即可。若不符合命令，则关断该电源所在支路的电子开关，然后导通需要投入电源所在支路的电子开关，然后进行状态显示。

2、封闭工作模式：

在此种工作模式下，控制单元不接收外界的任何命令，它将根据预先设定的程序独立的完成切换动作，因此控制单元不需要与远程控制中心建立连接。工作流程同开放工作模式相同，只不过使用何种电源供电是由固化在可编程控制器中的程序决定。

根据启动电源的不同，脉冲触发器的工作模式分为以下两种情况：

(1)、当由直流供电启动时，可编程控制器向脉冲触发器发出命令，触发可关断晶闸管VT3，使可关断晶闸管VT3导通，然后向逆变器发出命令，使逆变器进入工作状态；当由直流电源切换到交流电源时，可编程控制器发出命令关断可关断晶闸管VT3，经过一段时间延时，然后向交流电子开关发出工作命令，使交流电子开关进入工作状态，最后再使逆变器退出运行；当由交流电源切换到直流电源时，可编程控制器发出命令关断可关断晶闸管VT1和可关断晶闸管VT2，经过延时，触发导通可关断晶闸管VT3，然后使逆变器进入工作状态；当需要使负载退出运行时，关断可关断晶闸管VT1、VT2及VT3即可。

(2)、当由交流供电启动时，可编程控制器直接发出命令使交流电子开关进入工作状态；当需要由交流切换到直流时，可编程控制器发出命令关断可关断晶闸管VT1和可关断晶闸管VT2，经过延时，触发导通可关断晶闸管VT3，然后使逆变器进入工作状态；当由直流电源切换到交流电源时，可编程控制器发出命令关断可关断晶闸管VT3，经过一段时间延时，然后向交流电子开关发出工作命令，使交流电子开关进入工作状态，最后再使逆变器退出工作状态；当需要使负载退出运行时，关断可关断晶闸管VT1、VT2及VT3即可。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的的限制，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种电源切换装置，包括直流电源输入端、交流电源输入端、输出端，其特征在于：还包括交流电子开关、第一电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器、直流电子开关、逆变器、第二电流互感器、控制单元，所述交流电源输入端依次通过交流电子开关、第一电流互感器、第一电压互感器与输出端连接而形成一交流支路，所述直流电源输入端依次通过第二电压互感器、直流电子开关、逆变器、第二电流互感器、第一电压互感器与输出端连接而形成一直流支路，所述交流电子开关用于控制交流支路的开通与关断，所述第一电流互感器用于检测流过交流支路的电流，所述第一电压互感器用于检测输出端的电压，所述第二电压互感器用于检测直流输入端的电压，所述直流电子开关用于控制直流支路的开通与关断，所述逆变器用于将直流电转换为交流电，所述第二电流互感器用于检测流过直流支路的电流，所述控制单元用于接收第一电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器及第二电流互感器发送的信息，对接收的信息进行处理，控制直流电子开关、交流电子开关及逆变器的开通与关断。

2.根据权利要求1所述的电源切换装置，其特征在于：所述控制单元包括脉冲触发器和可编程控制器，所述脉冲触发器与可编程控制器连接，所述可编程控制器向脉冲触发器发送控制信号，所述接收第一电流互感器、第一电压互感器、第二电压互感器及第二电流互感器发送的信息及对接收的信息进行处理是由可编程控制器实现，所述控制直流电子开关、交流电子开关及逆变器的开通与关断是由脉冲触发器实现。

3.根据权利要求1或2所述的电源切换装置，其特征在于：还包括显示单元，所述显示单元与控制单元连接，所述控制单元控制显示单元显示提示信息。

4.根据权利要求3所述的电源切换装置，其特征在于：所述提示信息包括负载功率信息、直流电源工作状态、交流电源工作状态。

5.根据权利要求1或2所述的电源切换装置，其特征在于：还包括通讯端口，所述通讯端口的一端与控制单元连接，所述通讯端口的另一端用于与远程控制中心连接。

6.根据权利要求5所述的电源切换装置，其特征在于：所述控制单元与远程控制中心是采用有线或无线的方式连接。