CN105743213A - 发电机与市电自动切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种发电机与市电自动切换系统，包括：控制单元，用于获取市电向负载供电的状态信号，根据状态信号输出控制信号，该控制信号包括发电机启停信号和负载供电切换信号；发电机启停单元，用于接收控制单元输出的发电机启停信号控制发电机气动或者熄火；切换单元，用于接收控制单元输出的负载供电切换信号并控制负载的供电通路在市电和发电机之间转换，通过上述结构，当电网供电中断或者恢复时能够自动完成发电机供电和电网供电的切换，无需人工干预，响应时间短，而且在切换过程中能够保证发电机可靠启动以及可靠停机，工作稳定可靠。

Description

发电机与市电自动切换系统

技术领域

本发明涉及一种切换系统，尤其涉及一种发电机与市电自动切换系统。

背景技术

发电机作为备用电源广泛应用于现代生产生活中，比如工业应用、高楼的电梯备用电源等，现有技术中，发电机与市电之间的切换通常采用手动启动方式，当市电停电后，然后手动启动发电机进行工作，当市电恢复供电后，再使发电机停止工作，这种方式在一般的家用等场合下是可以的，但是在工业生产中，上述的切换方式中间具有较大的时间间隔，从而会对工业生产造成严重的效率损失甚至是安全隐患，虽然随着技术的发展，人们逐渐提出了自动切换系统或者装置，但是现有的自动切换技术存在如下问题：稳定性差，当电网供电中断时，发电机不能准确识别启动信号，而在电网恢复供电后发电机不能可靠停机，从而严重影响使用。

因此，需要提出一种新的发电机与市电自动切换系统，当电网供电中断或者恢复时能够自动完成发电机供电和电网供电的切换，无需人工干预，响应时间短，而且在切换过程中能够保证发电机可靠启动以及可靠停机，工作稳定可靠。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种发电机与市电自动切换系统，当电网供电中断或者恢复时能够自动完成发电机供电和电网供电的切换，无需人工干预，响应时间短，而且在切换过程中能够保证发电机可靠启动以及可靠停机，工作稳定可靠。

本发明提供的一种发电机与市电自动切换系统，包括：

控制单元，用于获取市电向负载供电的状态信号，根据状态信号输出控制信号，该控制信号包括发电机启停信号和负载供电切换信号；

发电机启停单元，用于接收控制单元输出的发电机启停信号控制发电机气动或者熄火；

切换单元，用于接收控制单元输出的负载供电切换信号并控制负载的供电通路在市电和发电机之间转换，通过上述结构，当电网供电中断或者恢复时能够自动完成发电机供电和电网供电的切换，无需人工干预，响应时间短，而且在切换过程中能够保证发电机可靠启动以及可靠停机，工作稳定可靠。

进一步，所述发电机启停单元包括：

温度检测模块，用于检测发动机的温度并向控制单元输出温度信号；

步进电机驱动电路，用于接收控制单元输出的启动控制信号并驱动步进电机开启或者关闭风门；

启动电机驱动电路，用于接收控制单元输出的启动控制信号驱动启动电机工作并启动发动机；

转速与熄火线通断检测电路，用于检测发动机转速以及熄火线的通断信号并输出给控制单元；

熄火控制电路，用于接收控制单元输出的熄火控制信号并控制发动机熄火，通过这种结构，当控制单元输出启动信号时，根据温度检测模块输出的温度信号控制风门的开启以及开启度，根据转速与熄火线通断检测电路输出的转速信号，从而能够准确发动机的启动并进入到工作状态，当需要熄火时，通过熄火控制电路，能够准确控制发动机熄火。

进一步，所述熄火控制电路包括电阻R11、光耦U1、电阻R12、电阻13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、三极管Q4、二极管D4、二极管D5以及可控硅SCR1；

所述光耦U1的发光二极管的正极通过电阻R11接电源，光耦U1的发光二极管的负极与控制单元连接，光耦U1的发光二极管的负极通过电容C5和电容C6并联后接地，光耦U1的光敏三极管的集电极与三极管Q4的基极连接，光耦U1的光敏三极管的发射极接地，三极管Q4的集电极接地，光敏三极管Q4的基极通过电阻R12与发射极连接，三极管Q4的发射极与二极管D4的负极连接，三极管D4的正极与电容C7一端连接，电容C7的另一端通过电阻R15与可控硅SCR1的控制极连接，可控硅SCR1的阳极接地，可控硅SCR1的阴极与熄火线连接，电阻R15与电容C7之间的公共连接点与二极管D5的负极连接，二极管D5的正极与熄火线连接，电阻R14的一端连接于二极管D5的负极，另一端连接于二极管D4的正极，二极管D4的正极通过电阻R13与二极管D5的正极连接，电阻R15和可控硅SCR1的公共连接点通过电容C8与二极管D5的正极连接；其中，三极管Q4为PNP型三极管；当需要熄火时，控制单元输出低电平控制信号，光耦U1导通，此时三极管Q4导通，电容C7由熄火线的正电压进入到充电状态，当电容C7的电压达到可控硅SCR1的导通电压，可控硅SCR1导通，熄火线被接地，从而保证发动机能够稳定可靠熄火，进而能够有效防止发动机反复启动。

进一步，所述启动电机驱动电路包括二极管D7、二极管D8、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、三极管Q7、三极管Q8以及三极管Q9；

二极管D7的正极连接于蓄电池的正极，二极管D7的负极与三极管Q7的集电极连接，三极管Q7的发射极为启动电机驱动电路的输出端并与启动电机的输入端连接，三极管Q7的基极与三极管Q8的集电极连接，三极管Q8的发射极与三极管Q7的集电极连接，三极管Q8的基极通过电阻R28与三极管Q9的集电极连接，三极管Q8的基极还通过电阻R27与二极管D7的负极连接，三极管Q9的基极通过电阻R29与控制单元连接，三极管Q9的发射极接地，三极管Q9的基极通过电阻R30接地，所述二极管D8的正极接地，负极与三极管Q7的发射极连接，其中三极管Q8为PNP型三极管，当控制单元输出发动机启动命令式时，三极管Q9导通，从而三极管Q7和Q8也顺次导通，蓄电池输出的电压通过三极管Q7加载到启动电机，通过这种结构，能够保证发动机顺利启动，从而确保发动机启动的可靠性以及稳定性。

进一步，转速与熄火线通断检测电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、二极管D6、三极管Q5、三极管Q6以及光耦U2；

所述光耦U2的光敏三极管的集电极通过电阻R16接电源，光耦U2的光敏三极管的集电极还与控制单元连接，光耦U2的光敏三极管的集电极通过电容C9接地，光耦U2的光敏三极管的发射极接地，光耦U2的发光二极管的正极通过电阻R18与二极管D6的负极连接，二极管D6的正极接地，光耦U2的发光二极管的负极与熄火线连接，电阻R17和电容C10并联后一端与光耦U2的正极连接，另一端与熄火线连接；

三极管Q5的基极通过电阻R19与熄火线连接，三极管Q5的发射极接电源，三极管Q5的基极通过电阻R20与发射极连接，三极管Q5的集电极通过电阻R21与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端与三极管Q6的基极连接，电阻R21和电阻R22的公共连接点通过电容C11接地，三极管Q6的基极通过电阻R23接地，三极管Q6的集电极通过电阻R24接电源，三极管Q6的集电极与熄火线连接，三极管Q6的集电极通过电容C12接地，其中Q5为PNP型三极管；其中，转速检测为当熄火线出现负电压时，光耦U2的发光二极管导通，光敏三极管导通，光耦U2的集电极的电位下降，控制单元通过检测下降沿的时间长度确定发动机的转速；熄火线通断检测：当发动机正常工作时，熄火线输出的电压使三极管Q5导通，从而三极管Q6导通，控制单元的熄火检测端输入为低电平，从而控制单元根据输入的低电平判定此时熄火线的连接良好，通过上述结构，一方面为发动机的启动控制提供可靠的参考信号，另一方面能够确保当发电机供电转入到市电供电时发动机能够准确可靠熄火。

进一步，还包括向控制单元以及发动机启停单元供电的电源模块，所述电源模块包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压管DW1、稳压管DW2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管Q1、三极管Q2以及三极管Q3；

二极管D1和二极管D2的正极均与控制单元连接，二极管D1和二极管D2的负极连接，电阻R1和电阻R2并联后一端与二极管D1的负极连接，另一端与三极管D1的集电极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过电阻R5与三极管Q2的基极连接，三极管Q1的基极通过电阻R4接地，三极管Q2的发射极接地，三极管Q1的基极通过电容C1接地，三极管Q1的基极通过电阻R6接地，三极管Q2的集电极通过电阻R7与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的基极通过电阻R8与发射极连接，三极管Q3的发射极与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极与蓄电池连接，二极管D3的负极通过电阻R3与稳压管DW1的负极连接，稳压管DW1的正极与三极管Q1的基极连接，三极管Q3的集电极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端作为电源模块的第一输出端并输出5V电压，三极管Q3的集电极作为电源模块的第二输出端并输出12V电压，电阻R10与电阻R11形成并联结构，三极管Q3的集电极通过电容C2接地，第一输出端与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地，第一输出端通过电容C3和电容C4并联后接地,其中，三极管Q3为PNP型三极管；其中，稳压管DW1、三极管Q1和三极管Q2起保护作用，当输入电压高于设定电压，稳压管DW1导通，从而三极管Q1以及三极管Q2得电导通，三极管Q3的基极此时电位下降，进入截止，从而对稳压管DW2等后端元件起到良好的保护作用，通过上述结构，一方面能够向外输出稳定的电源，确保整个控制系统持续稳定工作，另一方面，能够对电源自身起到良好的保护作用。

进一步，还包括防放炮驱动单元，所述防放炮驱动单元包括继电器J1、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电容C15、三极管Q10以及二极管D9；

所述三极管Q10的基极通过电阻R31与控制单元连接，三极管Q10的基极通过电阻R32接地，三极管Q10的发射极接地，三极管Q10的集电极通过继电器J1的线圈与电源连接，三极管Q10的集电极与二极管D9的正极连接，二极管D9的负极与电源连接，继电器J1的动触点与防放炮电磁阀连接且继电器J1的动触点还通过电阻R33和电阻R34并联后与电容C15的一端连接，电容C15的另一端与继电器J1的其中一静触点连接，继电器J1的另一静触点与防放炮电磁阀连接；通过上述结构，当发动机出现放炮现象，控制单元输出控制信号使三极管Q10导通，继电器J1得电工作，将防放炮电磁阀断开燃油，从而对发动机起到良好的保护作用，并且电阻R33、电阻R34以及电容C15用于释放继电器J1线圈得电或者断电时产生的脉冲电压，从而使得防放炮驱动单元稳定工作。

进一步，还包括用于检测发动机启停的启停信号检测电路，所述启停信号检测电路包括二极管D10、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C16、电容C17以及三极管Q13；

所述二极管D10的正极与发动机的点火线圈连接，负极通过电阻R40与三极管Q13的基极连接，三极管Q13的基极通过电阻R41接地，三极管Q13的基极通过电容C16接地，三极管Q13的发射极接地，三极管Q13的集电极通过电阻R42接电源，三极管Q13的集电极与控制单元连接，三极管Q13的集电极通过电容C17接地；当发动机启动时，三极管Q13导通，三极管Q13的集电极为低电平，控制单元根据该低电平信号判断发动机是否启动，从而为后续控制提供准确参考。

进一步，还包括故障指示驱动电路，所述故障指示驱动电路包括电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、三极管Q11以及三极管Q12；

所述三极管Q11的基极通过电阻R35与控制单元连接，所述三极管Q11的基极通过电阻R36接地，所述三极管Q11的发射极接地，三极管Q11的集电极通过电阻R37与三极管Q12的基极连接，三极管Q12的发射极与电源连接，电阻R38的两端分别连接于三极管Q12的发射极与集电极，三极管Q12的集电极通过电阻R39与LED指示灯连接，当发动机或者本控制系统出现故障后，控制单元输出控制信号，三极管Q12导通并向LED指示灯供电，LED指示灯得电亮灯指示故障状态，比便及时通知工作人员进行检修维护。

进一步，所述控制单元为芯片MB95F564K。

本发明的有益效果：本发明的发电机与市电自动切换系统，当电网供电中断或者恢复时能够自动完成发电机供电和电网供电的切换，无需人工干预，响应时间短，而且在切换过程中能够保证发电机可靠启动以及可靠停机，工作稳定可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为发明的原理框图。

图2为本发明的控制单元结构示意图。

图3为本发明的熄火控制电路原理图。

图4为本发明的启动电机驱动电路原理图。

图5为本发明的转速与熄火线通断检测电路原理图。

图6为本发明的电源模块的电路原理图。

图7为本发明的防放炮驱动电路原理图。

图8为本发明的启停信号检测电路原理图。

图9为本发明的故障指示驱动电路原理图。

图10为本发明的步进电机驱动电路原理图。

具体实施方式

图1为发明的原理框图，图2为本发明的控制单元结构示意图，图3为本发明的熄火控制电路原理图，图4为本发明的启动电机驱动电路原理图，图5为本发明的转速与熄火线通断检测电路原理图，图6为本发明的电源模块的电路原理图，图7为本发明的防放炮驱动电路原理图，图8为本发明的启停信号检测电路原理图，图9为本发明的故障指示驱动电路原理图，图10为本发明的步进电机驱动电路原理图，如图所示，本发明提供的一种发电机与市电自动切换系统，包括：

控制单元，用于获取市电向负载供电的状态信号，根据状态信号输出控制信号，该控制信号包括发电机启停信号和负载供电切换信号，其中，所述控制单元为芯片MB95F564K，控制单元的引脚与各电路模块之间的对应连接关系如图所示，即控制单元的各引脚与各电路中注有字母标示的输入端或输出端连接；市电供电的状态信号可以通过电流传感器、电流互感器等电信号检测设备检测并向控制单元输出，比如：当市电处于持续供电状态，检测设备向控制单元输出高电平信号，如市电中断，则检测设备箱控制单元输出低电平信号；

发电机启停单元，用于接收控制单元输出的发电机启停信号控制发电机气动或者熄火；

切换单元，用于接收控制单元输出的负载供电切换信号并控制负载的供电通路在市电和发电机之间转换，其中，切换单元采用切换继电器或者现有的其他切换电路均可；通过上述结构，当电网供电中断或者恢复时能够自动完成发电机供电和电网供电的切换，无需人工干预，响应时间短，而且在切换过程中能够保证发电机可靠启动以及可靠停机，工作稳定可靠。

本实施例中，所述发电机启停单元包括：

温度检测模块，用于检测发动机的温度并向控制单元输出温度信号，其中，温度检测模块可以采用温度传感器或者其他温度检测电路，为现有技术，在此不加以详细叙述；

步进电机驱动电路，用于接收控制单元输出的启动控制信号并驱动步进电机开启或者关闭风门，其中，控制单元根据温度检测模块输出的发动机的温度信号输出相应的控制命令并控制步进电机驱动电路驱动风门旋转到设定的角度，即风门的开启或者关闭，其中，开启包括半开和全开两种状态；

启动电机驱动电路，用于接收控制单元输出的启动控制信号驱动启动电机工作并启动发动机；

转速与熄火线通断检测电路，用于检测发动机转速以及熄火线的通断信号并输出给控制单元；

熄火控制电路，用于接收控制单元输出的熄火控制信号并控制发动机熄火，通过这种结构，当控制单元输出启动信号时，根据温度检测模块输出的温度信号控制风门的开启以及开启度，根据转速与熄火线通断检测电路输出的转速信号，从而能够准确发动机的启动并进入到工作状态，当需要熄火时，通过熄火控制电路，能够准确控制发动机熄火；

本实施例中，所述熄火控制电路包括电阻R11、光耦U1、电阻R12、电阻13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、三极管Q4、二极管D4、二极管D5以及可控硅SCR1；

所述光耦U1的发光二极管的正极通过电阻R11接电源，光耦U1的发光二极管的负极与控制单元连接，光耦U1的发光二极管的负极通过电容C5和电容C6并联后接地，光耦U1的光敏三极管的集电极与三极管Q4的基极连接，光耦U1的光敏三极管的发射极接地，三极管Q4的集电极接地，光敏三极管Q4的基极通过电阻R12与发射极连接，三极管Q4的发射极与二极管D4的负极连接，三极管D4的正极与电容C7一端连接，电容C7的另一端通过电阻R15与可控硅SCR1的控制极连接，可控硅SCR1的阳极接地，可控硅SCR1的阴极与熄火线连接，电阻R15与电容C7之间的公共连接点与二极管D5的负极连接，二极管D5的正极与熄火线连接，电阻R14的一端连接于二极管D5的负极，另一端连接于二极管D4的正极，二极管D4的正极通过电阻R13与二极管D5的正极连接，电阻R15和可控硅SCR1的公共连接点通过电容C8与二极管D5的正极连接；其中，三极管Q4为PNP型三极管；当需要熄火时，控制单元输出低电平控制信号，光耦U1导通，此时三极管Q4导通，电容C7由熄火线的正电压进入到充电状态，当电容C7的电压达到可控硅SCR1的导通电压，可控硅SCR1导通，熄火线被接地，从而保证发动机能够稳定可靠熄火，进而能够有效防止发动机反复启动。

本实施例中，所述启动电机驱动电路包括二极管D7、二极管D8、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、三极管Q7、三极管Q8以及三极管Q9；

二极管D7的正极连接于蓄电池的正极，二极管D7的负极与三极管Q7的集电极连接，三极管Q7的发射极为启动电机驱动电路的输出端并与启动电机的输入端连接，三极管Q7的基极与三极管Q8的集电极连接，三极管Q8的发射极与三极管Q7的集电极连接，三极管Q8的基极通过电阻R28与三极管Q9的集电极连接，三极管Q8的基极还通过电阻R27与二极管D7的负极连接，三极管Q9的基极通过电阻R29与控制单元连接，三极管Q9的发射极接地，三极管Q9的基极通过电阻R30接地，所述二极管D8的正极接地，负极与三极管Q7的发射极连接，其中三极管Q8为PNP型三极管，当控制单元输出发动机启动命令式时，三极管Q9导通，从而三极管Q7和Q8也顺次导通，蓄电池输出的电压通过三极管Q7加载到启动电机，通过这种结构，能够保证发动机顺利启动，从而确保发动机启动的可靠性以及稳定性。

本实施例中，转速与熄火线通断检测电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、二极管D6、三极管Q5、三极管Q6以及光耦U2；

所述光耦U2的光敏三极管的集电极通过电阻R16接电源，光耦U2的光敏三极管的集电极还与控制单元连接，光耦U2的光敏三极管的集电极通过电容C9接地，光耦U2的光敏三极管的发射极接地，光耦U2的发光二极管的正极通过电阻R18与二极管D6的负极连接，二极管D6的正极接地，光耦U2的发光二极管的负极与熄火线连接，电阻R17和电容C10并联后一端与光耦U2的正极连接，另一端与熄火线连接；

三极管Q5的基极通过电阻R19与熄火线连接，三极管Q5的发射极接电源，三极管Q5的基极通过电阻R20与发射极连接，三极管Q5的集电极通过电阻R21与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端与三极管Q6的基极连接，电阻R21和电阻R22的公共连接点通过电容C11接地，三极管Q6的基极通过电阻R23接地，三极管Q6的集电极通过电阻R24接电源，三极管Q6的集电极与熄火线连接，三极管Q6的集电极通过电容C12接地，其中Q5为PNP型三极管；其中，转速检测为当熄火线出现负电压时，光耦U2的发光二极管导通，光敏三极管导通，光耦U2的集电极的电位下降，控制单元通过检测下降沿的时间长度确定发动机的转速；熄火线通断检测：当发动机正常工作时，熄火线输出的电压使三极管Q5导通，从而三极管Q6导通，控制单元的熄火检测端输入为低电平，从而控制单元根据输入的低电平判定此时熄火线的连接良好，通过上述结构，一方面为发动机的启动控制提供可靠的参考信号，另一方面能够确保当发电机供电转入到市电供电时发动机能够准确可靠熄火。

本实施例中，还包括向控制单元以及发动机启停单元供电的电源模块，所述电源模块包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压管DW1、稳压管DW2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管Q1、三极管Q2以及三极管Q3；

二极管D1和二极管D2的正极均与控制单元连接，二极管D1和二极管D2的负极连接，电阻R1和电阻R2并联后一端与二极管D1的负极连接，另一端与三极管D1的集电极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过电阻R5与三极管Q2的基极连接，三极管Q1的基极通过电阻R4接地，三极管Q2的发射极接地，三极管Q1的基极通过电容C1接地，三极管Q1的基极通过电阻R6接地，三极管Q2的集电极通过电阻R7与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的基极通过电阻R8与发射极连接，三极管Q3的发射极与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极与蓄电池连接，二极管D3的负极通过电阻R3与稳压管DW1的负极连接，稳压管DW1的正极与三极管Q1的基极连接，三极管Q3的集电极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端作为电源模块的第一输出端并输出5V电压，三极管Q3的集电极作为电源模块的第二输出端并输出12V电压，电阻R10与电阻R11形成并联结构，三极管Q3的集电极通过电容C2接地，第一输出端与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地，第一输出端通过电容C3和电容C4并联后接地,其中，三极管Q3为PNP型三极管；其中，稳压管DW1、三极管Q1和三极管Q2起保护作用，当输入电压高于设定电压，稳压管DW1导通，从而三极管Q1得电导通，三极管Q3的基极此时失电，进入截止，从而对稳压管DW2等后端元件起到良好的保护作用，通过上述结构，一方面能够向外输出稳定的电源，确保整个控制系统持续稳定工作，另一方面，能够对电源自身起到良好的保护作用，其中，通过二极管D1和电阻R9以及稳压管DW2输出稳定的5V电压，此电压为控制单元在休眠状态工作提供电源(即市电处于供电状态)，当市电中断后，控制单元输出触发信号，即二极管D1和二极管D2任一输入触发信号，三极管Q2和三极管Q3导通，从而使得三极管Q3的集电极输出稳定的12V电压。

本实施例中，还包括防放炮驱动单元，所述防放炮驱动单元包括继电器J1、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电容C15、三极管Q10以及二极管D9；

所述三极管Q10的基极通过电阻R31与控制单元连接，三极管Q10的基极通过电阻R32接地，三极管Q10的发射极接地，三极管Q10的集电极通过继电器J1的线圈与电源连接，三极管Q10的集电极与二极管D9的正极连接，二极管D9的负极与电源连接，继电器J1的动触点与防放炮电磁阀连接且继电器J1的动触点还通过电阻R33和电阻R34并联后与电容C15的一端连接，电容C15的另一端与继电器J1的其中一静触点连接，继电器J1的另一静触点与防放炮电磁阀连接；通过上述结构，当发动机出现放炮现象，控制单元输出控制信号使三极管Q10导通，继电器J1得电工作，继电器J1的动触点连接到与防放炮电磁阀连接的静触点，防放炮电磁阀的用电回路闭合，从而将防放炮电磁阀断开燃油，对发动机起到良好的保护作用，并且电阻R33、电阻R34以及电容C15用于释放继电器J1线圈得电或者断电时产生的脉冲电压，从而使得防放炮驱动单元稳定工作。

本实施例中，还包括用于检测发动机启停的启停信号检测电路，所述启停信号检测电路包括二极管D10、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C16、电容C17以及三极管Q13；

所述二极管D10的正极与发动机的点火线圈连接，负极通过电阻R40与三极管Q13的基极连接，三极管Q13的基极通过电阻R41接地，三极管Q13的基极通过电容C16接地，三极管Q13的发射极接地，三极管Q13的集电极通过电阻R42接电源，三极管Q13的集电极与控制单元连接，三极管Q13的集电极通过电容C17接地；当发动机启动时，三极管Q13导通，三极管Q13的集电极为低电平，控制单元根据该低电平信号判断发动机是否启动，从而为后续控制提供准确参考。

本实施例中，还包括故障指示驱动电路，所述故障指示驱动电路包括电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、三极管Q11以及三极管Q12；

所述三极管Q11的基极通过电阻R35与控制单元连接，所述三极管Q11的基极通过电阻R36接地，所述三极管Q11的发射极接地，三极管Q11的集电极通过电阻R37与三极管Q12的基极连接，三极管Q12的发射极与电源连接，电阻R38的两端分别连接于三极管Q12的发射极与集电极，三极管Q12的集电极通过电阻R39与LED指示灯连接，当发动机或者本控制系统出现故障后，控制单元输出控制信号，三极管Q12导通并向LED指示灯供电，LED指示灯得电亮灯指示故障状态，比便及时通知工作人员进行检修维护。

本发明按照如下原理工作：

当市电中断向负载供电后，控制单元获取发动机的温度，并根据发动机的温度控制步进电机动作使风门开启对应的大小，并且控制单元控制启动电机驱动电路工作启动发动机，在启动过程中，由转速与熄火线通断检测电路检测发动机的转速且该转速达到1000转后，控制单元判定发动机启动成功，并且控制单元控制切换单元工作，将负载的输入端由市电接入到发电机的输出端；

当市电恢复后，控制单元获取到市电恢复信号，此时控制单元控制熄火控制电路使熄火线圈接地，从而使发动机熄火，当控制单元获取转速与熄火线通断检测电路输出的转速信号并判断转速为0使，控制单元控制切换继电器将负载与市电接通，因此，整个切换过程中无需人工参与，自动完成发电机与市电向负载的供电切换，而且整个切换过程稳定可靠，相应速度快，有效避免工业生产等的损失；当然，整个系统中还包括充电控制电路，当市电恢复供电后，由充电控制电路向发电机的蓄电池充电，从而确保蓄电池的电量，为后续使用保持良好状态。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种发电机与市电自动切换系统，其特征在于：包括：

控制单元，用于获取市电向负载供电的状态信号，根据状态信号输出控制信号，该控制信号包括发电机启停信号和负载供电切换信号；

发电机启停单元，用于接收控制单元输出的发电机启停信号控制发电机气动或者熄火；

切换单元，用于接收控制单元输出的负载供电切换信号并控制负载的供电通路在市电和发电机之间转换。

2.根据权利要求1所述发电机与市电自动切换系统，其特征在于：所述发电机启停单元包括：

温度检测模块，用于检测发动机的温度并向控制单元输出温度信号；

步进电机驱动电路，用于接收控制单元输出的启动控制信号并驱动步进电机开启或者关闭风门；

启动电机驱动电路，用于接收控制单元输出的启动控制信号驱动启动电机工作并启动发动机；

转速与熄火线通断检测电路，用于检测发动机转速以及熄火线的通断信号并输出给控制单元；

熄火控制电路，用于接收控制单元输出的熄火控制信号并控制发动机熄火。

3.根据权利要求2所述发电机与市电自动切换系统，其特征在于：所述熄火控制电路包括电阻R11、光耦U1、电阻R12、电阻13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、三极管Q4、二极管D4、二极管D5以及可控硅SCR1；

所述光耦U1的发光二极管的正极通过电阻R11接电源，光耦U1的发光二极管的负极与控制单元连接，光耦U1的发光二极管的负极通过电容C5和电容C6并联后接地，光耦U1的光敏三极管的集电极与三极管Q4的基极连接，光耦U1的光敏三极管的发射极接地，三极管Q4的集电极接地，光敏三极管Q4的基极通过电阻R12与发射极连接，三极管Q4的发射极与二极管D4的负极连接，三极管D4的正极与电容C7一端连接，电容C7的另一端通过电阻R15与可控硅SCR1的控制极连接，可控硅SCR1的阳极接地，可控硅SCR1的阴极与熄火线连接，电阻R15与电容C7之间的公共连接点与二极管D5的负极连接，二极管D5的正极与熄火线连接，电阻R14的一端连接于二极管D5的负极，另一端连接于二极管D4的正极，二极管D4的正极通过电阻R13与二极管D5的正极连接，电阻R15和可控硅SCR1的公共连接点通过电容C8与二极管D5的正极连接；其中，三极管Q4为PNP型三极管。

4.根据权利要求2所述发电机与市电自动切换系统，其特征在于：所述启动电机驱动电路包括二极管D7、二极管D8、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电阻R30、三极管Q7、三极管Q8以及三极管Q9；

二极管D7的正极连接于蓄电池的正极，二极管D7的负极与三极管Q7的集电极连接，三极管Q7的发射极为启动电机驱动电路的输出端并与启动电机的输入端连接，三极管Q7的基极与三极管Q8的集电极连接，三极管Q8的发射极与三极管Q7的集电极连接，三极管Q8的基极通过电阻R28与三极管Q9的集电极连接，三极管Q8的基极还通过电阻R27与二极管D7的负极连接，三极管Q9的基极通过电阻R29与控制单元连接，三极管Q9的发射极接地，三极管Q9的基极通过电阻R30接地，所述二极管D8的正极接地，负极与三极管Q7的发射极连接，其中三极管Q8为PNP型三极管。

5.根据权利要求2所述发电机与市电自动切换系统，其特征在于：转速与熄火线通断检测电路包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、二极管D6、三极管Q5、三极管Q6以及光耦U2；

所述光耦U2的光敏三极管的集电极通过电阻R16接电源，光耦U2的光敏三极管的集电极还与控制单元连接，光耦U2的光敏三极管的集电极通过电容C9接地，光耦U2的光敏三极管的发射极接地，光耦U2的发光二极管的正极通过电阻R18与二极管D6的负极连接，二极管D6的正极接地，光耦U2的发光二极管的负极与熄火线连接，电阻R17和电容C10并联后一端与光耦U2的正极连接，另一端与熄火线连接；

三极管Q5的基极通过电阻R19与熄火线连接，三极管Q5的发射极接电源，三极管Q5的基极通过电阻R20与发射极连接，三极管Q5的集电极通过电阻R21与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端与三极管Q6的基极连接，电阻R21和电阻R22的公共连接点通过电容C11接地，三极管Q6的基极通过电阻R23接地，三极管Q6的集电极通过电阻R24接电源，三极管Q6的集电极与熄火线连接，三极管Q6的集电极通过电容C12接地，其中Q5为PNP型三极管。

6.根据权利要求1所述发电机与市电自动切换系统，其特征在于：还包括向控制单元以及发动机启停单元供电的电源模块，所述电源模块包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、稳压管DW1、稳压管DW2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、三极管Q1、三极管Q2以及三极管Q3；

二极管D1和二极管D2的正极均与控制单元连接，二极管D1和二极管D2的负极连接，电阻R1和电阻R2并联后一端与二极管D1的负极连接，另一端与三极管D1的集电极连接，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极通过电阻R5与三极管Q2的基极连接，三极管Q1的基极通过电阻R4接地，三极管Q2的发射极接地，三极管Q1的基极通过电容C1接地，三极管Q1的基极通过电阻R6接地，三极管Q2的集电极通过电阻R7与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的基极通过电阻R8与发射极连接，三极管Q3的发射极与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极与蓄电池连接，二极管D3的负极通过电阻R3与稳压管DW1的负极连接，稳压管DW1的正极与三极管Q1的基极连接，三极管Q3的集电极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端作为电源模块的第一输出端并输出5V电压，三极管Q3的集电极作为电源模块的第二输出端并输出12V电压，电阻R10与电阻R11形成并联结构，三极管Q3的集电极通过电容C2接地，第一输出端与稳压管DW2的负极连接，稳压管DW2的正极接地，第一输出端通过电容C3和电容C4并联后接地,其中，三极管Q3为PNP型三极管。

7.根据权利要求1或2所述发电机与市电自动切换系统，其特征在于：还包括防放炮驱动单元，所述防放炮驱动单元包括继电器J1、电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34、电容C15、三极管Q10以及二极管D9；

所述三极管Q10的基极通过电阻R31与控制单元连接，三极管Q10的基极通过电阻R32接地，三极管Q10的发射极接地，三极管Q10的集电极通过继电器J1的线圈与电源连接，三极管Q10的集电极与二极管D9的正极连接，二极管D9的负极与电源连接，继电器J1的动触点与防放炮电磁阀连接且继电器J1的动触点还通过电阻R33和电阻R34并联后与电容C15的一端连接，电容C15的另一端与继电器J1的其中一静触点连接，继电器J1的另一静触点与防放炮电磁阀连接。

8.根据权利要求1或2所述发电机与市电自动切换系统，其特征在于：还包括用于检测发动机启停的启停信号检测电路，所述启停信号检测电路包括二极管D10、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电容C16、电容C17以及三极管Q13；

所述二极管D10的正极与发动机的点火线圈连接，负极通过电阻R40与三极管Q13的基极连接，三极管Q13的基极通过电阻R41接地，三极管Q13的基极通过电容C16接地，三极管Q13的发射极接地，三极管Q13的集电极通过电阻R42接电源，三极管Q13的集电极与控制单元连接，三极管Q13的集电极通过电容C17接地。

9.根据权利要求1或2所述发电机与市电自动切换系统，其特征在于：还包括故障指示驱动电路，所述故障指示驱动电路包括电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R39、三极管Q11以及三极管Q12；

所述三极管Q11的基极通过电阻R35与控制单元连接，所述三极管Q11的基极通过电阻R36接地，所述三极管Q11的发射极接地，三极管Q11的集电极通过电阻R37与三极管Q12的基极连接，三极管Q12的发射极与电源连接，电阻R38的两端分别连接于三极管Q12的发射极与集电极，三极管Q12的集电极通过电阻R39与LED指示灯连接。

10.根据权利要求1所述发电机与市电自动切换系统，其特征在于：所述控制单元为芯片MB95F564K。