CN103401307A - 延时通、断的双电源切换控制电路 - Google Patents
延时通、断的双电源切换控制电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103401307A CN103401307A CN2013102976589A CN201310297658A CN103401307A CN 103401307 A CN103401307 A CN 103401307A CN 2013102976589 A CN2013102976589 A CN 2013102976589A CN 201310297658 A CN201310297658 A CN 201310297658A CN 103401307 A CN103401307 A CN 103401307A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- triode
- output
- voltage comparator
- circuit
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
本发明提供一种延时通、断的双电源切换控制电路,该电路包括有两个电压比较电路:其中一个电压比较电路以三极管T1、电压比较器IC1和三极管T2相互连接搭建,以计算机I/O输出作为输入控制信号;另一个以三极管T3、电压比较器IC2和三极管T4同上述的连接方式相互连接搭建,以三极管T1的集电极输出作为输入控制信号。本发明的效果是该电路通过一个输入控制信号的电位变化,可以控制双电源上两个开关装置的切断与闭合操作,且利用开关管基极-集电极间的“非门”关系,使得开关的切断与闭合具有锁止功能。控制信号防干扰,有效避免了基极端低电位波动对相应三极管工作状态的影响。使可调输出功率增强,使用范围宽,可以控制一般的工业低压继电器。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术和可再生能源应用技术领域,是针对不稳定的可再生能源离网发电向连续运转设备供电的特殊场合而设计的一种延时通、断的双电源切换控制电路。
背景技术
目前,市场上的双电源自动切换开关品牌较多,原理基本相似,信号检测、控制单元和开关装置制作为一体。工作原理是设定主、从电源,开关控制系统自动检测运行电源电压参数,根据电源电压自动(或手动)进行切换。适用于双电源电压稳定的场合,如双电网电源、电网与自备柴油发电机双电源供电等。
本电路设计源于离网风力发电-网电互补的抽油机供电技术开发研究中的双电源切换控制问题。风电-网电互补的抽油机供电系统的特点是:一个离网风力发电机组与周边的数台抽油机组成一个分布式发电系统,并为连续运行、要求供电稳定的抽油机供电,根据风力发电的功率确定风电拖动的抽油机数量,不能由风电拖动的抽油机切换到网电拖动运行。由于风能是不断变化的,所以风力发电拖动的抽油机数量也要随之变化。即使在一段时间内拖动的抽油机数量不变,风电输出功率和抽油机所需求的功率也不一定相等,风电功率大于抽油机直接消耗功率时,富裕的电能将由蓄电池组储存,不足时则由另一蓄电池组通过并网逆变器补充。当所补充的功率超过一台抽油机功率、且风速有降低趋势(根据控制计算机内部存储的历史气象资料统计数据判断)时,就要将风电拖动的抽油机切换到网电拖动运行;反之,当向蓄电池组充电的富余功率大于一台抽油机功率、且风速有连续增加趋势时,又要将抽油机再并入到风电拖动运行。所以,这种电源切换要根据风速、风速变化趋势以及蓄电池组存余电量等因素综合判断,而且要尽量使用风电拖动抽油机运行,以充分利用风能资源,减少电网电能的消耗。
综上可以看出:第一,对于可再生能源离网发电,如风力、太阳能离网发电所组成的分布式供电系统,既没有电网供电的稳定性好,也存在因系统容量小而受负载波动影响的供电稳定性问题,所以开关装置的控制不能因电源电压的一定波动而切换供电电源。第二,虽然电网供电稳定,只要分布式可再生能源供电系统能够保证负载设备运行,就需要进行电源切换,以充分利用可再生能源。第三,电源的切换控制不仅取决于可再生能源的即时供给功率,还取决于蓄电组存余的电量。所以,市场上的双电源自动切换开关不适合含有分布式电源的双电源系统。
发明内容
针对分布式可再生能源发电与网电互补双电源供电的特点和目前双电源切换开关现有技术上的不足,本发明的目的是提供一种延时通、断的双电源切换控制电路,作为双电源切换装置的控制单元,它适用于控制固态继电器、交流接触器等多数低压电源开关装置。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是提供一种延时通、断的双电源切换控制电路,该电路包括有两个类同的单元:其中单元Ⅰ由三极管T1、电压比较器IC1和三极管T2相互连接搭建,将三极管T1接成开关电路,来自计算机的输入控制信号VIN经二极管T5、电阻R1加到三极管T1的基极,并以三极管T1集电极端输出连接到电压比较器IC1的正输入端V+比较输入电压,电压比较器IC1的输出连接到三极管T2的基极,并以三极管T2射极输出形式为电源开关装置提供控制信号;单元Ⅱ由三极管T3、电压比较器IC2和三极管T4同上述的连接方式相互连接搭建,所不同的是三极管T3的输入控制信号为单元Ⅰ中三极管T1的集电极输出信号。
本发明的延时通、断的双电源切换控制电路的效果是:
1、通过一个输入控制信号的电位变化,可以控制双电源上两个开关装置的切断与闭合,且利用开关管基极-集电极间的“非门”关系,使得双电源开关的切断与闭合具有锁止功能。
2、实现了双电源切换的先断后合,即先行切断在线运行电源,延时⊿t时间后接通另一个电源,有效防止了由于电源切换器件过渡过程等因素引起的误动作,如两电源瞬间同时接通设备的短路。在阻容组件不变的情况下,适当调整相应电阻即可实现所需的延时时差。
3、控制电源开关装置能力强。利用了电压比较器输出端的特点,与输出三极管构成了推挽式放大,输出功率增强,可以控制一般的工业低压继电器。
4、利用了相应二极管正向导通压降的特点,有效避免了基极端低电位波动对相应三极管工作状态的影响。如三极管T1饱和导通时的集射极压降VCE=0.3~0.7V,在选择二极管正向压降VF=1V时即可避免T3的误导通。
5、双电源切换控制信号可以是计算机控制输出的模拟信号,也可以是其它类似的模拟信号,使用范围宽。
附图说明
图1为本发明的延时通、断的双电源切换控制电路结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明的延时通、断的双电源切换控制电路结构加以说明。
本发明的延时通、断的双电源切换控制电路是有一个输入端和二个输出控制端,通过输入端输入的高、低电平控制二个输出端处于导通或截止;输出端导通则控制电源开关闭合,接通电源;输出端截止则控制电源开关断开,切断电源。
本发明的延时通、断的双电源切换控制电路结构是:该电路包括有两个电压比较电路:其中一个电压比较电路以三极管T1、电压比较器IC1和三极管T2相互连接搭建,将三极管T1接成开关电路,来自计算机的输入控制信号VIN经二极管T5、电阻R1加到三极管T1的基极,并以三极管T1集电极端输出连接到电压比较器IC1的正输入端V+作为比较输入电压,电压比较器IC1的输出连接到三极管T2的基极,并以三极管T2射极输出形式为电源开关装置提供控制信号;另一个以三极管T3、IC2和三极管T4同上述的连接方式相互连接搭建,以三极管T1的集电极输出作为输入控制信号,所述三极管T3的输入信号是由三极管T1的集电极输出;延时通、断的双电源切换控制电路,该电路包括有两个电压比较电路:其中一个电压比较电路以三极管T1、电压比较器IC1和三极管T2相互连接搭建,将三极管T1接成开关电路,来自计算机的输入控制信号VIN经二极管T5、电阻R1加到三极管T1的基极,并以三极管T1集电极端输出连接到电压比较器IC1的正输入端V+作为比较输入电压,电压比较器IC1的输出连接到三极管T2的基极,并以三极管T2射极输出形式为电源开关装置提供控制信号;另一个以三极管T3、IC2和三极管T4同上述的连接方式相互连接搭建,以三极管T1的集电极输出作为输入控制信号,所述三极管T3的输入信号是由三极管T1的集电极输出。
所述延时通、断的双电源切换控制电路的工作过程是:在VIN高电平状态时,三极管T1导通,集电极低电平,电压比较器IC1的正输入端V+低电平,三极管T2截止,Ⅰ负载out1无输出控制信号;同时,三极管T3截止,集电极高电位,电压比较器IC2的正输入端V+高电平,三极管T4导通,Ⅱ负载out2输出控制信号,在VIN由高电平跳转为低电平时,三极管T1截止,集电极输出高电平,三极管T3导通,电压比较器IC2的电容C3通过电阻R10放电,当电容C3放电到电压比较器IC2的正输入端V+<负输入端V-时,电压比较器IC2输出低电平,三极管T4截止,Ⅱ负载out2输出开路,控制电源开关断开,同时,电压比较器IC1的电容C1通过电阻R2和电阻R4充电,当电容C1充电到电压比较器IC1的正输入端V+>负输入端V-时,电压比较器IC1输出高电平,三极管T2饱和导通,Ⅰ负载out1有信号输出,控制电源开关闭合。
所述三极管T1、三极管T3构成的开关电路具有调整输入信号、保证电容充电延时的准确性,而且三极管T1、三极管T3的输入、输出为“非门”关系,使得一个输入控制信号变换成两个互为高、低反相的电平输入端,既电路的二个输出端的导通和截止状态具有锁止功能。
所述两个输出端的截止和导通状态的转换,具有导通状态先行转换到截止状态,经一定延时后截止状态端跳转到导通状态,延迟时间可调,且大于1个工频周波的时间。
输出三极管T2和三极管T4分别与电压比较器IC1电压比较器IC2内输出的集电极开路三极管搭建成推挽放大电路,且采用射极开路输出。提高了输出的控制能力,能够控制一般工业用低压电源继电器。
如图1所示,本发明的延时通、断的双电源切换控制电路结构是,该电路由两个单元构成,每个单元包括有基本类同的三部分:第一部分包括有三极管T1、三极管T3及相关的二极管和电阻,对输入控制信号进行调理。三极管T1与电阻R1、电阻R2及三极管T3与电阻R7、电阻R8连接成开关电路,集电极反相输出送入比较器IC1的”+”输入端,同时经T3的再反相送入比较器IC2的”+”输入端;利用三极管T5、三极管T6的正向压降提高三极管T1、三极管T3输入的阈值,防止低电平信号波动对三极管T1、三极管T3输入的误动作。
第二部分包括有电压比较器IC1、电压比较器IC2及相关的阻容器件,完成电压信号的比较和高电平的延时输出。通过电位器电阻R3、电阻R9分压给电压比较器IC1、电压比较器IC2的“-”输入端V-加入基准电压,当电压比较器IC1、电压比较器IC2“+”输入端电压V+>V-时,输出为高电平,否则输出低电平为0电位。其中,输入控制信号VIN由高电位变为低电位时,三极管T1截止,三极管T3导通,电容C3通过R10快速放电,电容C3电位下降到V+<V-,IC2输出端由高电平转变为低点平;同时电容C1通过电阻R2、电阻R4充电,电容C1电位上升到V+>V-时,IC1输出端由低电平转变为高电平,既控制电路先切断在线运行电源后再接通另一电源。
第三部分包括有三极管T2、三极管T4及相关电阻,增强输出信号控制能力。本电路中电压比较器IC1、电压比较器IC2,其输出为集电极开路,所以输出三极管T2、三极管T4连接方式与IC内部的输出管构成了推挽放大电路,同时对三极管T2、三极管T4采用射极开路输出,增强了电路输出能力。
本发明的延时通、断的双电源切换控制电路的工作原理是:IC作为电压比较器,其VIN -端经电阻R3、电阻R9分压提供电压比较基准。当电路通电、控制端VIN低电位时,三极管T1截止,集电极高电位,电容C1通过电阻R2、电阻R4充电,当电容C1充电到IC1的VIN +端电压大于VIN -时,充电结束时VC1=VCC,IC1输出高电平,V=VCC,三极管T2导通,out1输出控制对应的继电器闭合,双电源中的电源Ⅰ为负载供电。同时,三极管T1集电极的高电位使得T3导通,集电极低电平,V=0.3~0.7V,IC2输入端VIN +的电压小于VIN -,输出低电平,VO≈0,T4截止,控制双电源中电源Ⅱ的继电器断开。
电源切换时,控制端VIN由低电位变为高电位,三极管T1饱和导通,C1通过R4快速放电,当IC1的VIN +端电位低于VIN -时,IC1输出低电位,三极管T2截止,out1开路,控制双电源中的电源Ⅰ继电器断开。三极管T1饱和导通的同时,使得三极管T3基极低电位并截止,电容C3通过R8、R10充电,当电容C3充电到IC2的VIN +端电压大于VIN -时,充电结束时VC1=VCC,IC2输出高电平,VO=VCC,T4饱和导通,out2输出控制信号,控制双电源中的电源Ⅱ继电器闭合。
所述的两个开关电路,由三极管T1组成的开关电路将输入控制信号VIN反向一次作为电压比较器IC1的输入比较信号;由T2组成的开关电路将VIN信号再次反向后形成与VIN同向信号作为电压比较器IC2的输入比较信号,据此将一个输入控制信号转换成互为反向的控制两个开关装置的信号,既两个输出端具有锁止功能。
所述两个电压比较电路中,电阻R2和电阻R9阻值相同,电阻R4和电阻R10阻值相同,电容C1和电容C3电容相同;R2>R4,R9>R10。三极管T1、三极管T3导通时,IC的VIN +端低电位,等于三极管饱和导通的集射极压降三极管T1、三极管T3从导通到截止,电容C1、电容C3充电,充电电位差近似等于电路电源电压;反之,三极管T1、三极管T3截止时,IC的VIN +端高电位,等于电路供电电压VCC,三极管T1、三极管T3从截止到导通,电容C1、电容C3放电,放电电位差也近似等于电路电源电压。既该电路的两个输出控制端的接通和切断延迟时间相同。
因此,本发明的延时通、断的双电源切换控制电路具有如下基本功能:
1、具有根据分布式电源供电状态进行电源切换控制,并分别控制两个电源开关的闭合与切断功能,既单端输入控制和双端控制输出。
2、在控制电源切换的过程中,无论哪个电源在线运行,都应具有控制先行切断、然后在闭合另一电源的功能,以防止双电源的瞬间短路。
3、具有足够的输出控制能力,既具有可控制一般工业低压开关装置的能力。
Claims (4)
1.一种延时通、断的双电源切换控制电路,其特征是:该电路包括有两个电压比较电路:其中一个电压比较电路以三极管(T1)、电压比较器(IC1)和三极管(T2)相互连接搭建,将三极管(T1)接成开关电路,来自计算机的输入控制信号(VIN)经二极管(T5)、电阻(R1)加到三极管(T1)的基极,并以三极管(T1)集电极端输出连接到电压比较器(IC1)的正输入端(V+)作为比较输入电压,电压比较器(IC1)的输出连接到三极管(T2)的基极,并以三极管(T2)射极输出形式为电源开关装置提供控制信号;另一个以三极管(T3)、(IC2)和三极管(T4)同上述的连接方式相互连接搭建,以三极管(T1)的集电极输出作为输入控制信号,所述三极管(T3)的输入信号是由三极管(T1)的集电极输出;
上述电路的工作过程是:在(VIN)高电平状态时,三极管(T1)导通,集电极低电平,电压比较器(IC1)的正输入端(V+)低电平,三极管(T2)截止,Ⅰ负载(out1)无输出控制信号;同时,三极管(T3)截止,集电极高电位,电压比较器(IC2)的正输入端(V+)高电平,三极管(T4)导通,Ⅱ负载(out2)输出控制信号,在(VIN)由高电平跳转为低电平时,三极管(T1)截止,集电极输出高电平,三极管(T3)导通,电压比较器(IC2)的电容(C3)通过电阻(R10)放电,当电容(C3)放电到电压比较器(IC2)的正输入端(V+)<负输入端(V-)时,电压比较器(IC2)输出低电平,三极管(T4)截止,Ⅱ负载(out2)输出开路,控制电源开关断开,同时,电压比较器(IC1)的电容(C1)通过电阻(R2)和电阻(R4)充电,当电容(C1)充电到电压比较器(IC1)的正输入端(V+)>负输入端(V-)时,电压比较器(IC1)输出高电平,三极管(T2)饱和导通,Ⅰ负载(out1)有信号输出,控制电源开关闭合。
2.根据权利要求1所述的延时通、断的双电源切换控制电路,其特征是:所述三极管(T1)、三极管(T3)构成的开关电路具有调整输入信号、保证电容充电延时的准确性,而且三极管(T1)、三极管(T3)的输入、输出为“非门”关系,使得一个输入控制信号变换成两个互为高、低反相的电平输入端,既电路的二个输出端的导通和截止状态具有锁止功能。
3.根据权利要求2所述的延时通、断的双电源切换控制电路,其特征是:所述两个输出端的截止和导通状态的转换,具有导通状态先行转换到截止状态,经一定延时后截止状态端跳转到导通状态,延迟时间可调,且大于1个工频周波的时间。
4.根据权利要求1所述的延时通、断的双电源切换控制电路,其特征是:输出三极管(T2)和三极管(T4)分别与电压比较器(IC1)电压比较器(IC2)内输出的集电极开路三极管搭建成推挽放大电路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013102976589A CN103401307A (zh) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | 延时通、断的双电源切换控制电路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2013102976589A CN103401307A (zh) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | 延时通、断的双电源切换控制电路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103401307A true CN103401307A (zh) | 2013-11-20 |
Family
ID=49564880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2013102976589A Pending CN103401307A (zh) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | 延时通、断的双电源切换控制电路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103401307A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107431379A (zh) * | 2015-04-06 | 2017-12-01 | 通用电气航空系统有限责任公司 | 用于操作电路的方法 |
CN108365672A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-03 | 无锡全裕电子科技有限公司 | 充电器的充满保护电路 |
CN112072782A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-11 | 福建永强力加动力设备有限公司 | 一种基于ups的发电机延时控制电路 |
CN113332128A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-03 | 范敏 | 一种蒸汽热敷式眼部保健仪控制电路 |
CN113885392A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-04 | 卡斯柯信号有限公司 | 用于安全输出的无熔丝化离散输出安全态逃逸防护系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101056487A (zh) * | 2006-04-14 | 2007-10-17 | 上海市文来中学 | 一种便携式应急灯 |
JP2008011636A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | スイッチング電源装置 |
CN201113551Y (zh) * | 2007-09-20 | 2008-09-10 | 浙江中凯电器有限公司 | 一种双电源自动转换开关的转换控制电器 |
US20130021108A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | Rodney Alan Hughes | Oscillator apparatus and method with wide adjustable frequency range |
-
2013
- 2013-07-16 CN CN2013102976589A patent/CN103401307A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101056487A (zh) * | 2006-04-14 | 2007-10-17 | 上海市文来中学 | 一种便携式应急灯 |
JP2008011636A (ja) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | スイッチング電源装置 |
CN201113551Y (zh) * | 2007-09-20 | 2008-09-10 | 浙江中凯电器有限公司 | 一种双电源自动转换开关的转换控制电器 |
US20130021108A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | Rodney Alan Hughes | Oscillator apparatus and method with wide adjustable frequency range |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
许东岳: "智能型双电源自动切换装置设计", 《淮南职业技术学院学报》 * |
陈晓芳: "一种简单实用的备用电源切换电路", 《电脑知识与技术》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107431379A (zh) * | 2015-04-06 | 2017-12-01 | 通用电气航空系统有限责任公司 | 用于操作电路的方法 |
US10693291B2 (en) | 2015-04-06 | 2020-06-23 | Ge Aviation Systems Llc | Method for operating an electrical circuit |
CN108365672A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-03 | 无锡全裕电子科技有限公司 | 充电器的充满保护电路 |
CN112072782A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-11 | 福建永强力加动力设备有限公司 | 一种基于ups的发电机延时控制电路 |
CN112072782B (zh) * | 2020-09-03 | 2022-03-22 | 福建永强力加动力设备有限公司 | 一种基于ups的发电机延时控制电路 |
CN113332128A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-03 | 范敏 | 一种蒸汽热敷式眼部保健仪控制电路 |
CN113885392A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-04 | 卡斯柯信号有限公司 | 用于安全输出的无熔丝化离散输出安全态逃逸防护系统 |
CN113885392B (zh) * | 2021-10-18 | 2024-04-26 | 卡斯柯信号有限公司 | 用于安全输出的无熔丝化离散输出安全态逃逸防护系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN202651863U (zh) | 充电器及充电系统 | |
CN103904766A (zh) | 一种超级电容器和蓄电池混合储能的控制装置及方法 | |
CN103401307A (zh) | 延时通、断的双电源切换控制电路 | |
CN201490745U (zh) | 充电器 | |
CN201789306U (zh) | 具有开机点测试功能的太阳能并网逆变器 | |
CN103326445B (zh) | 母线不调节方式的锂电池控制系统 | |
CN205051931U (zh) | Led的驱动电源 | |
CN204633464U (zh) | 双路电源自动投切供电电路 | |
CN102361323A (zh) | 一种基于Agent技术的微网实验系统 | |
CN205051933U (zh) | Led的驱动电源 | |
CN206790207U (zh) | 一种三电源冗余互备直流稳压电源系统 | |
CN203859575U (zh) | 混合电力光伏储能系统逆控一体机 | |
CN204967698U (zh) | 一种物联网供电装置 | |
CN205141798U (zh) | 一种自动化光伏电源智能管理模块 | |
CN202306368U (zh) | 新型浪涌控制电路 | |
CN204633416U (zh) | 一种太阳能电池控制器 | |
CN102024968B (zh) | 一种提高燃料电池运行寿命的模块和使用方法 | |
CN207218263U (zh) | 光储联合发电系统 | |
CN107154730B (zh) | 一种新能源发电用双向变换电路及控制方法 | |
CN202218031U (zh) | 离网型电力输入控制系统 | |
CN203251084U (zh) | 基于双向buck变换器的双向限流器 | |
CN209344799U (zh) | 储能装置用控制系统 | |
CN204462339U (zh) | 一种电量检测电路及太阳能热水器控制板 | |
CN204334121U (zh) | 基于风光互补供电的输电线路在线通讯系统 | |
CN208424199U (zh) | 一种dc/dc电源电路、包含该电路的电源及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131120 |