CN103078394A - 一种双电源自动转换控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双电源自动转换控制器，其特征在于：所述的控制器为常用电源和备用电源分别接入电源电路和三相交流电电压检测电路，三相交流电电压检测电路将每相电压进行取样并转化为数字量送给单片机控制电路进行判断；单片机控制电路对采集到的三相电压与标准设定值进行智能判断，控制电机控制电路驱动电机的正反转动实现常用电源和备用电源之间的切换。由于采用上述的结构，本发明的优点在于：1、实现的双电源自动转换，智能化程度高；2、控制灵活、稳定性好；3、成本低廉，适合大范围推广。

Description

一种双电源自动转换控制器
技术领域
本发明涉及电源控制领域，特别涉及一种双电源自动转换控制器。
背景技术
随着现代工业的发展和社会的进步，人们对供电持续性的要求已越来越高，大多数工业生产设备的供电电源都采用两路甚至两路以上的电源进行供电，一路为常用电源(如外线电源)，另外的为备用电源(如内部的发电电源)。因此，需要一种能在电源之间进行自动切换的装置，以保证某路正在使用的电源在出现故障时能自动切换到另外的正常电源上，保证供电不间断或间断时间在允许的范围内。
传统的电源切换装置采用模拟信号进行判断处理以实现主备电源之间的自动转换，但是这样的处理方式反应不灵敏，可靠性不高，且工作模式固定、单一。也有采用数字信号处理方式的控制器，但这种系统成本高，对工作环境要求苛刻。
针对上述的情况，提供一种新型的控制器可靠得实现双电源间的自动转换的同时尽可能降低生产成本是现有技术需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种双电源自动转换控制器，以达到实现双电源间的自动转换的同时尽可能降低生产成本的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种双电源自动转换控制器，其特征在于：所述的控制器为常用电源和备用电源分别接入电源电路和三相交流电电压检测电路，三相交流电电压检测电路将每相电压进行取样并转化为数字量送给单片机控制电路进行判断；单片机控制电路对采集到的三相电压与标准设定值进行智能判断，控制电机控制电路驱动电机的正反转动实现常用电源和备用电源之间的切换。
所述的单片机控制电路分别连接显示电路、选项设置电路、位置检测电路，以实现人机对话以及各项参数的输入。
所述的单片机控制电路分别连接报警电路，从而对电机运转位置进行检测，在电源切换时进行报警。
所述的单片机控制电路连接有RS485串口通信电路。
所述的电源电路分别为电机控制电路、三相交流电电压检测电路、单片机控制电路进行供电。
所述的三相交流电电压检测电路内设有光电耦合器对当前供电电源中的每相电压进行取样，然后送入模数转换器中进行数模转换。
所述的单片机控制电路的控制芯片的型号为AT89C52。
所述的单片机控制电路在电机动作后通过电机控制电路对转换开关是否正常分合闸进行检测，形成闭环控制回路，以免开关本身的故障造成系统不正常工作。
一种双电源自动转换控制器，由于采用上述的结构，本发明的优点在于：1、实现的双电源自动转换，智能化程度高；2、控制灵活、稳定性好；3、成本低廉，适合大范围推广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明一种双电源自动转换控制器结构框图；
图2为本发明一种双电源自动转换控制器电机控制电路的电路图；
图3为本发明一种双电源自动转换控制器的软件流程图；
在图1中，1、单片机控制电路；2、电源电路；3、三相交流电电压检测电路；4、电机控制电路；5、显示电路；6、报警电路；7、选项设置电路；8、位置检测电路；9、RS485串口通信电路。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明为为常用电源和备用电源分别接入电源电路2和三相交流电电压检测电路3，三相交流电电压检测电路3将每相电压进行取样并转化为数字量送给单片机控制电路1进行判断；单片机控制电路1对采集到的三相电压与标准设定值进行智能判断，控制电机控制电路4驱动电机的正反转动实现常用电源和备用电源之间的切换。
单片机控制电路1分别连接显示电路5、选项设置电路7、位置检测电路8以实现人机对话以及各项参数的输入。单片机控制电路1分别连接报警电路6，从而对电机运转位置进行检测，在电源切换时进行报警，单片机控制电路1连接有RS485串口通信电路与上位机进行通信。电源电路2分别为电机控制电路4、三相交流电电压检测电路3、单片机控制电路1进行供电。
本发明的硬件部分主要由电源电路2、两路三相交流电电压检测电路3、单片机控制电路1、选项设置电路7、位置检测电路8和电机控制电路4组成，如图1所示，分为两块电路板设计，一块电路板实现控制器供电和电机控制，另一块电路板实现数据采集、单片机控制、选项设置和位置检测等弱电电路，采用这种设计可防止强电和弱电之间的干扰，便于维护。
具体的，电机控制电路4在控制器中，用交流电机的正反转控制开关转到相应的位置（如I位、Ⅱ位和0位），交流电机的正反转由三根线（N，A，B）控制，一根（N）接零线，其余两根中的一根（A）接火线，另一根（B）悬空时正转，反之反转。A,B两根线由单片机的I/O口通过三极管控制继电器的常开节点与火线连接，如图2所示。
电源电路2主要是为电机控制电路4的继电器和单片机控制电路1以及三相交流电电压检测电路3提供两路隔离＋12V和＋5V电源，一路为单片机控制电路1和电机控制电路4的继电器供电，一路为三相交流电电压检测电路3的交流侧的数据采集提供电源，目的是对强电和弱电提供安全和抗干扰隔离。＋12V和＋5V电源由220V交流电经过变压器、整流滤波电路和LM7812和LM7805芯片产生,其中输入交流电选择（继电器）用来选择用常用电源还是备用电源供电，用继电器实现，当常用电源正常时用常用电源，否则用备用电源。
三相交流电电压检测电路3实现三相交流电电压检测，把220v交流电压转换为0－5V的直流电压，通过AD转换芯片（ADC0832）转换为数字量由单片机采集。该部分电路由六选一电路、分压电路、整流滤波电路、A/D转换电路和光耦隔离电路组成。
选项设置电路7设置控制器处于电动/自动状态和在电动状态下手动置0位、置Ⅰ位和置Ⅱ位，通过按钮实现。本发明有两种控制状态即电动/自动状态，在电动状态下，通过按钮设置开关处于0位、Ⅰ位和Ⅱ位，在自动状态下，控制器根据常用电源和备用电源的状态使开关处于0位、Ⅰ位和Ⅱ位，当常用电源正常，开关处于Ⅰ位；当备用电源正常，常用电源不正常，处于Ⅱ位；两路都不正常，处于零位。
位置检测电路8检测0位、Ⅰ位和Ⅱ位的位置，当开关处于相应的位置时，对应的端口为0，单片机可以停止电机转动。
单片机控制电路1是控制器的核心，应用中采用Atmel公司的AT89S52单片机，采用keil C51编程，软件完成整个控制器的功能，包括输入交流电采样选择、A/D转换接口、电压采样、采样数据处理、选项设置、电机正转和反转控制以及开关位置检测等功能。其软件流程图如图3所示。
本发明与上位机通过RS485串口通信电路进行通信，可以采用主从式结构，一台主机可以控制多台下位机，在一个通讯系统中只要用上一台上位机做主机就可以。具体电路由通用串行接口UART的数据接收线和数据发送线（RXD\TXD）及选定的发送允许控制线经RS485驱动器MAX485完成。通过RS485总线可以向上位机提供电源状态信息和自动转换开关运行状态信息，并可通过上位机实现自动转换开关工作，或修改自动转换开关运行参数，实现远程遥控操作。
本发明的工作原理为：三相电压分别进入电源电路2和三相交流电电压检测电路3，由三相交流电电压检测电路3中的光电耦合器实现强电与弱电的良好隔离以及有效转换。光电耦合器会将每相电压进行取样，然后送入模数转换器中，模数转换后的结果被单片机控制电路1读入。单片机控制电路1根据用户键入的功能命令，对采集到的三相电压与标准设定值进行智能判断，然后发出相应的分闸、合闸指令(或声光报警指令)，经过接口电路，驱动继电器，使电源切换开关作相应的动作。如：某相电压超过(或低于)规定的电压值(简称过压或欠压)时，应有相应的指示及声光报警，以及根据用户设定的工作模式去自动切换电源，切换由继电器动作并使电机运行带动开关动作来实现。最后，单片机控制电路1还应对切换后的开关进行检测，以确定是否正常分闸或正常合闸，形成闭环控制回路，以免开关本身的故障造成系统不正常工作。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双电源自动转换控制器，其特征在于：所述的控制器为常用电源和备用电源分别接入电源电路（2）和三相交流电电压检测电路（3），三相交流电电压检测电路（3）将每相电压进行取样并转化为数字量送给单片机控制电路（1）进行判断；单片机控制电路（1）对采集到的三相电压与标准设定值进行智能判断，控制电机控制电路（4）驱动电机的正反转动实现常用电源和备用电源之间的切换。
2.根据权利要求1所述的一种双电源自动转换控制器，其特征在于： 所述的单片机控制电路（1）分别连接显示电路（5）、选项设置电路（7）、位置检测电路（8）。
3.根据权利要求1所述的一种双电源自动转换控制器，其特征在于：所述的单片机控制电路（1）分别连接报警电路（6）。
4.根据权利要求1所述的一种双电源自动转换控制器，其特征在于：所述的单片机控制电路（1）连接有RS485串口通信电路（9）。
5.根据权利要求1所述的一种双电源自动转换控制器，其特征在于：所述的电源电路（2）分别为电机控制电路（4）、三相交流电电压检测电路（3）、单片机控制电路（1）进行供电。
6.根据权利要求1所述的一种双电源自动转换控制器，其特征在于：所述的三相交流电电压检测电路（3）内设有光电耦合器对当前供电电源中的每相电压进行取样，然后送入模数转换器中进行数模转换。
7.根据权利要求1所述的一种双电源自动转换控制器，其特征在于：所述的单片机控制电路（1）的控制芯片的型号为AT89C52。
8.根据权利要求1所述的一种双电源自动转换控制器，其特征在于：所述的单片机控制电路（1）在电机动作后通过电机控制电路（4）对转换开关是否正常分合闸进行检测，形成闭环控制回路。
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