CN106130176A - 一种带防雷微型双路电源切换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及了一种带防雷微型双路电源切换器。一种带防雷微型双路电源切换器，它包括外壳上盖和外壳底座，外壳上盖后侧设有一个矩形输入端口，外壳上盖前侧也设有一个矩形输出端口，外壳上盖面上设有一个指示灯窗；外壳底座内安装有电路板，电路板后侧装有输入端子，输入端子为双路，输入端子的接线孔嵌装在外壳上盖的输入端口中；电路板的前侧装有输出端子，输出端子的接线孔嵌装在外壳上盖的输出端口中；电路板中设有控制电路和发光管，外壳底座的底层侧面还设有一个安装卡头。本发明的一种带防雷微型双路电源切换器，体积小巧；既可控制双路电源切换时间，又避免两相共零电源切换时产生拉弧现象，提高了整机的防雷和防浪涌性能。

Description

一种带防雷微型双路电源切换器

技术领域

本发明涉及电源切换技术领域，特别是涉及一种带防雷微型双路电源切换器。

背景技术

在重要的工作场所和重要的用电设备中，必须保证工作电源始终不能间断，因此至少需要采用两路输入电源来供电，其中一路为主电源，另一路为备用电源，通过双路电源自动切换装置或切换器来保证用电设备持续工作；当双路电源都正常供电时，主电源与用电设备接通，备用电源断开；当主电源故障失电时，备用电源与用电设备接通，主电源断开；当主电源恢复电力时，仍恢复主电源向用电设备供电，将备用电源断开；一般的大型的双路电源切换装置大多采用交流接触器来进行切换，比较小型的快速静态双路电源切换器则要用到大功率的可控硅元件来实现切换功能，有些切换器还要用复杂的电子线路来检测电源的输入和用电负荷状态，以此决定电源的切换动作。

目前，对一些小型的电子设备和精密的控制装置的供电，往往需要选用体积较小的双路电源切换器来保证供电，而采用交流接触器或可控硅制成的切换器体积无法做得很小，如采用体积较小的交流继电器来进行电源切换，则触点的负荷不足，并且不能解决两相共零的双路电源切换时产生的线间“拉弧”问题，另外电源线路的雷电干扰和电源切换时产生的浪涌尖峰也没有在小型双电源切换器中得到重视。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种带防雷微型双路电源切换器，体积相当小巧，能够控制双路电源切换时间，保证不出现两相共零电源切换时产生的拉弧现象，且增加了防雷防浪涌功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带防雷微型双路电源切换器，它包括外壳上盖和外壳底座，外壳上盖后侧设有一个矩形输入端口，外壳上盖前侧也设有一个矩形输出端口，外壳上盖面上设有一个指示灯窗；外壳底座内安装有电路板，电路板后侧装有输入端子，输入端子分为一对A路电源输入端子和一对B路电源输入端子，输入端子的接线孔嵌装在外壳上盖的输入端口中；电路板的前侧装有输出端子，输出端子分为一对电源输出端子和一个接地端子，输出端子的接线孔嵌装在外壳上盖的输出端口中；电路板中设有控制电路和发光管，外壳底座的底层侧面还设有一个安装卡头。

所述控制电路中包含延迟模块、延迟继电器、快切继电器、压敏电阻和气体放电管，发光管的灯头镶嵌在外壳上盖的指示灯窗中；延迟继电器的线圈受延迟模块控制，快切继电器的线圈直接连接A路电源输入端子的火线端和零线端；发光管的两极分别接在输出端子的火线端和零线端上，三个压敏电阻的一端分别连接A路电源输入端子中的火线端、B路电源输入端子中的火线端和输出端子中的火线端，另一端并接在一起后连接输出端子中的零线端和气体放电管的一端，气体放电管的另一端与输出端子中的接地端连接。

所述延迟模块中包含降压电路、整流电路、充电电阻、蓄能电容、直流继电器和驱动三极管；延迟模块的两个电极分别连接A路电源输入端子中的火线端和零线端；A路电源输入端子中的火线端连接降压电路的输入端，降压电路的输出端连接整流电路的输入端；直流继电器的线圈上端接整流电路的直流电源正极、下端接驱动三极管的集电极，驱动三极管的发射极接直流电源的负极，与A路电源输入端子中的零线端共线，驱动三极管的基极接充电电阻和蓄能电容的连接点，充电电阻的上端接直流电源正极，蓄能电容的下端接直流电源的负极；其中充电电阻和蓄能电容构成RC延迟电路；直流继电器的触点控制延迟继电器的线圈。

所述发光管由高亮度LED元件串联降压电阻构成，用于指示电源输出的有电状态。

所述A路电源输入端子为无电的状态时，延迟继电器、快切继电器为常闭状态，B路电源输入端子的火线端经过快切继电器和延迟继电器的常闭触点与输出端子的火线端连通。

所述A路电源输入端子为有电状态时，延迟继电器、快切继电器皆吸合常开触点，A路电源输入端子的火线端经过快切继电器和延迟继电器的常开触点与输出端子的火线端连通。

所述A路电源输入端子为有电状态、B路电源输入端子为有电状态时，电源切换器由A路电源向输入端子供电。

本发明的有益效果：本发明的一种带防雷微型双路电源切换器，通过采用交直流电源的转换，在控制电路中采用直流继电器进行电源切换，大大减小了产品的体积；采用阻容延迟电路的方法，既能控制双路电源切换时间，又避免两相共零电源切换时产生的拉弧现象；采用防雷组合元件来抑制电源切换时产生的尖峰脉冲，同时提高了整机的防雷和防浪涌性能。

附图说明

图1为实施例的一种带防雷微型双路电源切换器的示意图；

图2为实施例的一种带防雷微型双路电源切换器的未切换状态电路示意图；

图3为实施例的一种带防雷微型双路电源切换器的动作状态电路示意图；

图4为实施例的一种带防雷微型双路电源切换器的延迟模块的电路示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

实施例

如图1至图4所示，一种带防雷微型双路电源切换器，它包括外壳上盖1和外壳底座2，外壳上盖1后侧设有一个矩形输入端口3，外壳上盖1前侧也设有一个矩形输出端口4，外壳上盖1面上设有一个指示灯窗5；外壳底座2内安装有电路板8，电路板8后侧装有输入端子6，输入端子6分为一对A路电源输入端子和一对B路电源输入端子，输入端子6的接线孔嵌装在外壳上盖1的输入端口3中；电路板8的前侧装有输出端子7，输出端子7分为一对电源输出端子和一个接地端子，输出端子7的接线孔嵌装在外壳上盖1的输出端口4中；电路板8中设有控制电路9和发光管11，外壳底座2的底层侧面还设有一个安装卡头10；所述控制电路9中包含延迟模块9a、延迟继电器9b、快切继电器9c、压敏电阻9d和气体放电管9e，发光管11的灯头镶嵌在外壳上盖1的指示灯窗5中；延迟继电器9b的线圈受延迟模块9a控制，快切继电器9c的线圈直接连接A路电源输入端子的火线端和零线端；发光管11的两极分别接在输出端子7的火线和零线上，三个压敏电阻9d的一端分别连接A路电源输入端子中的火线端、B路电源输入端子中的火线端和输出端子7中的火线端，另一端并接在一起后连接输出端子7中的零线端和气体放电管9e的一端，气体放电管9e的另一端与输出端子7中的接地端连接；所述延迟模块9a中包含降压电路9a1、整流电路9a2、充电电阻9a3、蓄能电容9a4、直流继电器9a5和驱动三极管9a6；延迟模块9a的两个电极分别连接A路电源输入端子中的火线端和零线端；A路电源输入端子中的火线端连接降压电路9a1，降压后再接整流电路9a2；直流继电器9a5的线圈上端接整流电路9a2输出直流电源的正极、下端接驱动三极管9a6的集电极，驱动三极管9a6的发射极接直流电源的负极，与A路电源输入端子中的零线端共线，驱动三极管9a6的基极接充电电阻9a3和蓄能电容9a4的连接点，充电电阻9a3的上端接整流电路9a2，蓄能电容9a4的下端接直流电源的负极；其中充电电阻9a3和蓄能电容9a4构成经典的RC延迟电路；直流继电器9a5的触点控制延迟继电器9b的线圈；所述发光管由高亮度LED元件串联降压电阻构成，用于指示电源输出的有电状态；所述A路电源输入端子为无电的状态时，延迟继电器9b、快切继电器9c为常闭状态，B路电源输入端子的火线端经过快切继电器9c和延迟继电器9b的常闭触点与输出端子7的火线端连通；所述A路电源输入端子为有电状态时，延迟继电器9b、快切继电器9c皆吸合常开触点，A路电源输入端子的火线端经过快切继电器9c和延迟继电器9b的常开触点与输出端子7的火线端连通；所述A路电源输入端子为有电状态、B路电源输入端子为有电状态时，电源切换器由A路电源向输入端子供电。

图2至图4中，J1为延迟继电器，J2为快切继电器，ZY为降压电路，ZL为整流电路，R为充电电阻，C为蓄能电容，J3为直流继电器，Q为驱动三极管，LA为A路火线，NA为A路零线，LB为A路火线，NB为B路零线，PE为接地端。

如图1所示，本实施例的一种带防雷微型双路电源切换器，在使用时输入端子的左侧一对A路电源端子外接主电源；输入端子中右侧的一对B路电源端子外接备用电源，A、B两路电源可以是两个不共零线的独立电源，如电网电源和燃油发电机提供的电源，也可以是共零线的两组电源，如三相电源中的任意两相电源；在输出端子中左侧的一对电源端子接外部用电设备，右侧的一个PE端子是防雷接地端子，必须与外部就近的大地端子可靠连接，给防雷和防浪涌冲击提供畅通的放电通道；在本切换器正常工作时，外壳上盖的指示灯窗中可见到绿色的灯光；在安装本切换器时，可将外壳底座的底面卡在35mm的标准U型导轨上，用外壳底座侧面的安装卡头向中间推入，用以将外壳底座与导轨卡紧。

本实施例的一种带防雷微型双路电源切换器中，压敏电阻在没有雷电和浪涌冲击时处于高阻状态，不影响电源线路的工作，当电源线路受到瞬间高压冲击时，压敏电阻内部迅速呈现低阻导通，使浪涌电流能通过气体放电管向大地泄放；气体放电管在没有高压冲击时同样呈现开路状态，可以防止压敏电阻本身的微量漏电，在高压冲击时，气体放电管内部气体迅速击穿，呈现通路状态；当雷电和浪涌冲击消失过后，压敏电阻和气体放电管均恢复高电阻状态，可反复多次起到防雷和防浪涌作用。

如图2所示，本实施例的一种带防雷微型双路电源切换器，在A路电源没有供电OFF时的状态，此时不论B路电源是否有电ON/OFF，电路中的各个继电器的线圈均没有得到电源，所以各继电器的触点均处于常闭状态而没有动作，电路处于未切换的状态；这个状态中B路电源中的火线LB经过快切继电器J2的常闭触点和延迟继电器J1的常闭触点与输出端子中的火线L接通，可由B路电源向输出端供电，图中的NA、NB和N线均连接在一起，没有进行切换，这是一种为缩小整机体积而设计的双路电源单线切换电路。

如图3所示，本实施例的一种带防雷微型双路电源切换器，在A路电源有电ON时的状态，此时不受B路电源是否供电ON/OFF的影响，电路中的各个继电器的线圈均依次得到电源，所以各继电器的触点均处于转换吸合动作状态，这个状态中A路电源中的火线LA经过快切继电器J2和延迟继电器J1中都已经吸合的常开触点，与输出端子中的火线L接通，而快切继电器J2和延迟继电器J1的转换触点均与B路电源的火线LB线断开，所以只要A路电源有电，不论B路电源是否有电，电路始终由A路电源向输出供电；在电路中如果接入的双路电源是三相电源中的两个单相电源，那么LA和LB线之间的电压是380V，在电源切换的过程中会出现拉弧现象，严重时要烧毁切换装置；因此，延迟继电器J1的吸合不能过快，其延迟的快慢由延迟模块控制。

如图4所示本实施例的一种带防雷微型双路电源切换器，其中延迟模块两侧的电极分别连接A路电源的火线LA和零线NA，交流220V电源接入延迟模块后，先经过降压电路JY将电压降低至交流15V左右，再经过整流电路ZL将交流电源变换成稳定的12V直流低压电源，这样就可以采用微型直流继电器J3来控制功率较大的延迟继电器J1；直流继电器J3的线圈上端接12V电源的正端，线圈的下端接驱动三极管Q的集电极，驱动三极管Q的发射极接12V电源负极，其基极接充电电阻R和储能电容C的连接点，充电电阻R的上端也接12V电源的正极，储能电容C的下端接12V电源的负极；其中充电电阻R和储能电容C构成经典的RC延迟电路；当外接A路电源有电时，延迟模块的两极立即得到交流电源，内部立即转换成直流低压电源，于是12V电源经过充电电阻R对蓄能电容C充电，当充电电压上升到0.7V时，驱动三极管Q的集电极和发射极之间导通，使直流继电器J3的线圈通电，驱使其触点连接的延迟继电器J1线圈接通电源，进而使延迟继电器J1的触点吸合，完成了A路电源向输出的供电的切换；这样通过减小充电电阻R的阻值和减小蓄能电容C的容量，就可以缩短直流继电器J3和延迟继电器J1的吸合时间，反之如果加大R和C，就可以延迟这两个继电器的吸合时间；不过，如果继电器延迟吸合的时间过慢，虽然对抑制相间电源拉弧有利，但会影响用电设备的正常工作，所以要合理选择RC元件来控制整个双路电源的切换，达到适用于各种类型双路电源的输入和使整个切换器体积小型化的目的。

本实施例的一种带防雷微型双路电源切换器，通过采用交直流电源的转换，在控制电路中采用直流继电器进行电源切换，大大减小了产品的体积；采用阻容延迟电路的方法，既能控制双路电源切换时间，又避免两相共零电源切换时产生的拉弧现象；采用防雷组合元件来抑制电源切换时产生的尖峰脉冲，同时提高了整机的防雷和防浪涌性能。

上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种带防雷微型双路电源切换器，其特征在于：它包括外壳上盖和外壳底座，外壳上盖后侧设有一个矩形输入端口，外壳上盖前侧也设有一个矩形输出端口，外壳上盖面上设有一个指示灯窗；外壳底座内安装有电路板，电路板后侧装有输入端子，输入端子分为一对A路电源输入端子和一对B路电源输入端子，输入端子的接线孔嵌装在外壳上盖的输入端口中；电路板的前侧装有输出端子，输出端子分为一对电源输出端子和一个接地端子，输出端子的接线孔嵌装在外壳上盖的输出端口中；电路板中设有控制电路和发光管，外壳底座的底层侧面还设有一个安装卡头。

2.根据权利要求1所述的一种带防雷微型双路电源切换器，其特征在于：所述控制电路中包含延迟模块、延迟继电器、快切继电器、压敏电阻和气体放电管，发光管的灯头镶嵌在外壳上盖的指示灯窗中；延迟继电器的线圈受延迟模块控制，快切继电器的线圈直接连接A路电源输入端子的火线端和零线端；发光管的两极分别接在输出端子的火线端和零线端上，三个压敏电阻的一端分别连接A路电源输入端子中的火线端、B路电源输入端子中的火线端和输出端子中的火线端，另一端并接在一起后连接输出端子中的零线端和气体放电管的一端，气体放电管的另一端与输出端子中的接地端连接。

3.根据权利要求2所述的一种带防雷微型双路电源切换器，其特征在于：所述延迟模块中包含降压电路、整流电路、充电电阻、蓄能电容、直流继电器和驱动三极管；延迟模块的两个电极分别连接A路电源输入端子中的火线端和零线端；A路电源输入端子中的火线端连接降压电路的输入端，降压电路的输出端连接整流电路的输入端；直流继电器的线圈上端接整流电路的直流电源正极、下端接驱动三极管的集电极，驱动三极管的发射极接直流电源的负极，与A路电源输入端子中的零线端共线，驱动三极管的基极接充电电阻和蓄能电容的连接点，充电电阻的上端接直流电源正极，蓄能电容的下端接直流电源的负极；其中充电电阻和蓄能电容构成RC延迟电路；直流继电器的触点控制延迟继电器的线圈。

4.根据权利要求2所述的一种带防雷微型双路电源切换器，其特征在于：所述发光管由高亮度LED元件串联降压电阻构成，用于指示电源输出的有电状态。

5.根据权利要求2所述的一种带防雷微型双路电源切换器，其特征在于：所述A路电源输入端子为无电的状态时，延迟继电器、快切继电器为常闭状态，B路电源输入端子的火线端经过快切继电器和延迟继电器的常闭触点与输出端子的火线端连通。

6.根据权利要求2所述的一种带防雷微型双路电源切换器，其特征在于：所述A路电源输入端子为有电状态时，延迟继电器、快切继电器皆吸合常开触点，A路电源输入端子的火线端经过快切继电器和延迟继电器的常开触点与输出端子的火线端连通。

7.根据权利要求2所述的一种带防雷微型双路电源切换器，其特征在于：所述A路电源输入端子为有电状态、B路电源输入端子为有电状态时，电源切换器由A路电源向输入端子供电。