CN103018544B - 自动转换开关控制器电压采集装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动转换开关控制器电压采集装置及控制方法。自动转换开关控制器包括有六路电压采集电路，其中每路电压采集电路主要包括双路多电压等级信号采集电路、控制器工作电源电路、控制器驱动电路等组成；由单片机(MCU)控制电压信号采集电路进行电压信号采集，并通过单片机(MCU)本身的I/O口连接显示和键盘输入电路进行输入输出操作，转换电路驱动系统完成动作，控制器的采集使用判断电平变化的MCU-I/O端口采集，两路电源电压信号的初步采集使用相同的六路电压采集电路。这样使得本发明具有调整方便、可靠、结构简单，节省材料，克服了传统自动转换开关不能同时在一种以上电压等级上使用的困难，方便了用户使用和调整。

Description

自动转换开关控制器电压采集装置及控制方法
技术领域
本发明属于一种自动转换开关控制器，特别是涉及一种自动转换开关控制器电压采集装置及控制方法。
背景技术
现今世界上采用的电压等级多为额定线电压AC690V、AC400V、AC230V额定频率50～60Hz电网，随着中国承办各类国际大型活动以及承接国外大型工程，与世界各能源电力方案解决公司的合作日益曾多，用于各类重要场合不允许断电的供电设备多为移动式双路供电系统，其中的主要部件自动转换开关要适应以上各类电压等级场合；自动转换开关的执行断路器本身具备在多电压等级环境下的工作条件，但作为控制器要根据供电环境匹配适合类型的控制器，不利于在多电压环境下的通用以及增加了设备使用前的调试难度。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可在多电压环境下的通用，方便用户使用和调整的自动转换开关控制器电压采集装置及控制方法。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于自动转换开关控制器电压采集装置所采取的技术方案是：所述的自动转换开关控制器电压采集装置包括有双路供电电源的六路电压采集电路，其中每路电压采集电路包括有模拟开关和运算放大电路，及双路供电电源共用的单片机，所述的每路电压采集电路包括有第一、二运算放大器，所述的供电电源的电源相线的一端(NU)通过端子依次接入由第一、二、三、四、五电阻(R1、R2、R3、R4、R5)串接组成的限流电阻网路后连接到电源相线的另一端(NN)，所述的第四电阻(R4)两端并接一只抗干扰滤波电容(C1)，用于抗干扰，滤除高频干扰，所述的第四电阻(R4)作为采样电阻，一端与限流电阻所述的第五电阻(R5)的一端连接，所述的第四电阻(R4)的另一端与所述的第三电阻(R3)的一端连接并接入所述的第一运算放大器(U1A)同相输入端，所述的第一运算放大器(U1A)反相输入端与输出端连接组成跟随器；所述的跟随器输出端通过第六电阻(R6)连接到所述的第二运算放大器(U1B)反相输入端，同时所述的第二运算放大器(U1B)反相输入端分别连接第七、八、九电阻(R7、R8、R9)，所述的第七、八、九电阻(R7、R8、R9)的另一端分别连接所述的模拟开关(U2)的输入端口X0、X1、X2，所述的第二运算放大器(U1B)同相输入端通过第十电阻(R10)接入参考电源+VREF提升模拟信号基准电位；所述的模拟开关(U2)、所述的第二运算放大器(U1B)以及所述的第六、七、八、九、十电阻(R6、R7、R8、R9、R10)组成可选择放大比例的负反馈比例放大电路,其中所述的第七与第六电阻(R7、R6)、所述的第八与第六电阻(R8、R6)、所述的第九与第六电阻(R9、R6)组成三种反馈网路；所述的模拟开关(U2)输出端口X与所述的第二运算放大器(U1B)输出端连接，组成由所述的模拟开关(U2)进行控制的反馈网络，反馈网络的控制由单片机的三个输出端口IO的高低变化驱动所述的模拟开关(U2)的控制端A、B、C，控制反馈网络线路导通；所述的第二运算放大器(U1B)输出端与MCU-AD模数转换端口连接进入单片机进行模数转换。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题对于自动转换开关控制器电压采集装置的控制方法所采取的技术方案是：所述的自动转换开关控制器电压采集装置中的单片机对其中一路电压采集电路的控制流程是：
(1)进入软件模块开始；
(2)单片机读取预置的控制器额定电压设定；提取至单片机作为校正数据；
(3)判断额定电压设定与控制器所处的控制方式是否处于正确的额定电压模式；如果当时的驱动方式与设定一致，跳过以下驱动步骤，跳至第5步程序执行完毕；如果当时的驱动方式与额定电压设定不一致，顺序执行下一步；
(4)读取正确的驱动参数，驱动单片机(MCU-I/0)控制模拟开关(U2)的控制端A、B、C的电位，切换第二运算放大器(U1B)反馈网络放大倍数；更新单片机的相关设定参数；
(5)驱动完成，程序结束。
本发明具有的优点和积极效果是：电路由单片机(MCU)控制电压信号采集电路进行电压信号采集，并通过单片机(MCU)本身的I/O口连接显示和键盘输入电路进行输入输出操作，和转换电路驱动系统完成动作，控制器的采集使用判断电平变化的MCU-I/O端口采集，两路电源电压信号的初步采集使用相同的六路电压采集电路，期间信号通过转换和调理后进入MCU-AD单片机AD转换模块进行模数转换，单片机通过MCU-I/O端口控制U2模拟开关的反馈网络来控制输入到单片机的信号幅值。这样具有调整方便、可靠、结构简单，节省材料，克服了传统自动转换开关不能同时在一种以上电压等级上使用的困难，方便了用户使用和调整。
附图说明
图1是本发明的电路原理图；
图2是本发明的控制流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
自动转换开关控制器它包括有六路电压采集电路，其中每路电压采集电路的构成相同，以其中一路为例：如图1所示，电源相线NU通过端子依次接入由电阻R1、R2、R3、R4、R5串接组成的限流电阻网路并连接到电源NN极，电阻R4两端并接一只抗干扰滤波电容C1用于抗干扰，滤除高频干扰，电阻R4作为采样电阻一端与限流电阻R5连接，另一端(与R3连接端)接入运算放大器U1A同相输入端，运算放大器U1A反相输入端与输出端连接组成跟随器；跟随器输出端通过电阻R6连接由运算放大器U1B反相输入端，同时运算放大器U1B反相输入端分别连接电阻R7、R8、R9，电阻R7、R8、R9另一端分别连接U2的X0、X1、X2端，运算放大器U1B同相输入端通过电阻R10接入参考电源+VREF提升模拟信号基准电位；模拟开关U2、运算放大器U1B以及R6、R7、R8、R9、R10组成可选择放大比例的负反馈比例放大电路,其中R7与R6、R8与R6、R9与R6组成三种反馈网路；三种反馈电阻R7、R8、R9接入模拟开关U2电路的输入口X0、X1、X2，输出端口X接入运算放大器U1B输出端由模拟开关U2进行控制的反馈网络，反馈网络的控制由单片机MCU的三个输出端口IO(MCU-I/O)的高低变化驱动模拟开关U2的控制端A、B、C控制导通线路控制反馈网络；运算放大器U1B输出端与MCU-AD模数转换端口连接进入单片机MCU进行模数转换。
电源相线NV通过端子依次接入由电阻R11、R12、R13、R14、R15串接组成的限流电阻网路并连接到电源NN极，电阻R14两端并接一只抗干扰滤波电容C2用于抗干扰，滤除高频干扰，电阻R14作为采样电阻一端与限流电阻R15连接，另一端(与R13连接端)接入运算放大器U3A同相输入端，运算放大器U3A反相输入端与输出端连接组成跟随器；跟随器输出端通过电阻R16连接由运算放大器U3B反相输入端，同时运算放大器U3B反相输入端分别连接电阻R17、R18、R19，电阻R17、R18、R19另一端分别连接U4的X0、X1、X2端，运算放大器U3B同相输入端通过电阻R20接入参考电源+VREF提升模拟信号基准电位；模拟开关U4、运算放大器U3B以及R16、R17、R18、R19、R20组成可选择放大比例的负反馈比例放大电路,其中R17与R16、R18与R16、R19与R16组成三种反馈网路；三种反馈电阻R17、R18、R19接入模拟开关U4电路的输入口X0、X1、X2，输出端口X接入运算放大器U3B输出端由模拟开关U4进行控制的反馈网络，反馈网络的控制由单片机MCU的三个输出端口IO(MCU-I/O)的高低变化驱动模拟开关U4的控制端A、B、C控制导通线路控制反馈比例网络；运算放大器U3B输出端与MCU-AD模数转换端口连接进入单片机MCU进行模数转换。
其他四路的电路构成与以上相同。
如图2所示，单片机对其中一路电压采集电路的控制流程是：
(1)进入软件模块开始；
(2)单片机读取预置的控制器额定电压设定；提取至单片机作为校正数据；
(3)判断额定电压设定与控制器所处的控制方式是否处于正确的额定电压模式；如果当时的驱动方式与设定一致，跳过以下驱动步骤，跳至第5步程序执行完毕；如果当时的驱动方式与额定电压设定不一致，顺序执行下一步；
(4)读取正确的驱动参数，驱动单片机(MCU-I/0)控制模拟开关(U2)的控制端A、B、C的电位，切换第二运算放大器(U1B)反馈网络放大倍数；更新单片机的相关设定参数；
(5)驱动完成，程序结束。
单片机的控制程序流程对其他五路的流程与以上相同。

Claims (2)

1.一种自动转换开关控制器电压采集装置，所述的自动转换开关控制器电压采集装置包括有双路供电电源的六路电压采集电路，其中每路电压采集电路包括有模拟开关和运算放大电路，及双路供电电源共用的单片机，其特征是：所述的每路电压采集电路包括有第一、二运算放大器，所述的供电电源的电源相线的一端(NU)通过端子依次接入由第一、二、三、四、五电阻(R1、R2、R3、R4、R5)串接组成的限流电阻网路后连接到电源相线的另一端(NN)，所述的第四电阻(R4)两端并接一只抗干扰滤波电容(C1)，用于抗干扰，滤除高频干扰，所述的第四电阻(R4)作为采样电阻，一端与限流电阻所述的第五电阻(R5)的一端连接，所述的第四电阻(R4)的另一端与所述的第三电阻(R3)的一端连接并接入所述的第一运算放大器(U1A)同相输入端，所述的第一运算放大器(U1A)反相输入端与输出端连接组成跟随器；所述的跟随器输出端通过第六电阻(R6)连接到所述的第二运算放大器(U1B)反相输入端，同时所述的第二运算放大器(U1B)反相输入端分别连接第七、八、九电阻(R7、R8、R9)，所述的第七、八、九电阻(R7、R8、R9)的另一端分别连接所述的模拟开关(U2)的输入端口X0、X1、X2，所述的第二运算放大器(U1B)同相输入端通过第十电阻(R10)接入参考电源+VREF提升模拟信号基准电位；所述的模拟开关(U2)、所述的第二运算放大器(U1B)以及所述的第六、七、八、九、十电阻(R6、R7、R8、R9、R10)组成可选择放大比例的负反馈比例放大电路,其中所述的第七与第六电阻(R7、R6)、所述的第八与第六电阻(R8、R6)、所述的第九与第六电阻(R9、R6)组成三种反馈网路；所述的模拟开关(U2)输出端口X与所述的第二运算放大器(U1B)输出端连接，组成由所述的模拟开关(U2)进行控制的反馈网络，反馈网络的控制由单片机的三个输出端口IO的高低变化驱动所述的模拟开关(U2)的控制端A、B、C，控制反馈网络线路导通；所述的第二运算放大器(U1B)输出端与MCU-AD模数转换端口连接进入单片机进行模数转换。
2.一种权利要求1所述的自动转换开关控制器电压采集装置的控制方法，其特征是：所述的自动转换开关控制器电压采集装置中的单片机对其中一路电压采集电路的控制流程是：
(1)进入软件模块开始；
(2)单片机读取预置的控制器额定电压设定；提取至单片机作为校正数据；
(3)判断额定电压设定与控制器所处的控制方式是否处于正确的额定电压模式；如果当时的驱动方式与设定一致，跳过以下驱动步骤，跳至第5步程序执行完毕；如果当时的驱动方式与额定电压设定不一致，顺序执行下一步；
(4)读取正确的驱动参数，驱动单片机(MCU-I/0)控制模拟开关(U2)的控制端A、B、C的电位，切换第二运算放大器(U1B)反馈网络放大倍数；更新单片机的相关设定参数；
(5)驱动完成，程序结束。
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