CN106787144A - 励磁式自动转换开关电器控制器 - Google Patents

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张�浩
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Abstract

本发明提供一种励磁式自动转换开关电器控制器，包括与第一电源连接的第一采样模块、与第二电源连接的第二采样模块、处理模块和第一、二励磁机构驱动装置；第一、二采样模块分别与处理模块连接，用于将与其连接的电源的高压强电信息转化为低电压处理模块能使用的信号，其在接收到调用指令后将该信号传输相其传输；处理模块将接收到的信号进行分析，判断需要转换电源时向第一、第二励磁机构驱动装置发送信号；第一、二励磁机构驱动装置结构相同，接收到信号后，利用电磁铁控制第一、二电源在执行开关上的接通或断开。该励磁式自动转换开关电器控制器能将自动转换开关电器在不同电源之间切换的时间缩减到ns级。

Description

励磁式自动转换开关电器控制器
技术领域
本发明属于电气设备领域，特别是涉及一种励磁式自动转换开关电器控制器。
背景技术
近年来，随着对自动转换开关电器的转换速度的要求越来越高，励磁式自动转换开关电器逐渐成为市场的主流。目前励磁式自动转换开关电器控制器主要采用继电器在不同电源之间转换，转换时间至少需要10ms，由于继电器工作过程的限制，自动转换开关电器的转换速度能获得进一步提高的限度非常小。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种励磁式自动转换开关电器控制器，其能将自动转换开关电器在不同电源之间切换的时间缩减到ns级。
为此，本发明的技术方案如下：
一种励磁式自动转换开关电器控制器，包括与第一电源连接的第一采样模块、与第二电源连接的第二采样模块、处理模块、第一励磁机构驱动装置和第二励磁机构驱动装置；
所述第一、二采样模块分别与处理模块连接，用于将与其连接的电源的高压强电信息转化为低电压等级集成电路系统能够接受的信号，并在接收到处理模块的调用指令后，将该信号传输至处理模块；
所述处理模块将接收到的信号进行分析，判断需要转换电源时向所述第一励磁机构驱动装置和第二励磁机构驱动装置发送信号；
所述第一、第二励磁机构驱动装置结构相同，分别用于控制第一、第二电源在执行开关上的接通或断开；
所述第一励磁机构驱动装置包括光电耦合器U1、P型MOSFET Q1、整流桥D2、电磁铁L1、电容器R1、电容器R2和TVS管D1；所述光电耦合器U1的输入端与所述处理模块相连，输出端的集电极串联电阻器R1后与整流桥D2直流侧高电平管脚相连接，同时P型MOSFET Q1的漏极与整流桥D2直流侧高电平管脚相连接；光电耦合器U1的输出端发射极同时与电容器R2的第一端和P型MOSFET Q1的栅极相连，电容器R2的第二端与TVS管D1的阴极相连接，TVS管D1的阳极与整流桥D2的直流侧低电平管脚相连接，TVS管D1的阳极还与电磁铁L1的第一端相连；电磁铁L1的第二端与P型MOSFET Q1的源极相连；整流桥D2的交流侧直接与交流220V电源；所述电磁铁L1为执行开关内的电磁铁，其导通时产生磁力吸附合闸。
进一步，所述励磁式自动转换开关电器控制器还包括HMI模块，其与处理模块连接，用于显示所述处理模块中的数据及人工向所述处理模块中输入相关数据。
进一步，所述处理模块的工作步骤如下：
步骤S01：初始化；
步骤S02：处理模块向第一采样模块、第二采样模块分别发送指令，调取数据，所述第一、二采样模块分别将采集到的第一、二电源的相关数据传送至所述处理模块；
步骤S03：所述处理模块对接收到的数据进行计算；
步骤S04：依据计算结果判断数据是否正常，正常则代表电源符合使用要求，返回步骤S02；不正常，则需对数据出现不正常的次数进行累加；
步骤S05：判断累加后次数是否超出预设值，没有超过则返回步骤S02；超过则进入下一步逻辑判断S06；
步骤S06：依据接收到的数据和预设条件进行逻辑判断，确定是否需要启动相应励磁机构驱动装置，控制执行开关的开合；
步骤S07：若步骤S06判断的结果是需要启动相应励磁机构驱动装置，则在相应励磁机构驱动装置的光电耦合器U1的输入端加电信号。
当光电耦合器的输入端被处理模块3施加一个电信号之后，就会导致光电耦合器的输入端有电流通过，从而传递到输出端，使得输出端的集电极与漏极有电流通过，当预定的电流从其中流过的时候，处于同一回路中的电阻器R1中就会有电压产生。这样P MOSFET的栅极与源极存在一个电压，致使P MOSFET导通。这样交流220V整流后的脉动直流就通过PMOSFET流入电磁铁，从而将电能转化为机械能，驱动分断单元动作。
该励磁式自动转换开关电器控制器具有如下优点
1)由于使用的是电力电子器件P MOSFET，所以能够快速执行对电磁铁的通电和断电的命令。
2)整体功耗非常低，能够降低产品的发热，同时降低产品的成本。
3)能够在控制电压220V的等级下可靠工作。
4)体积小，重量轻。
附图说明
图1为本发明提供的励磁式自动转换开关电器控制器的结构示意图；
图2为励磁机构驱动装置的电路图；
图3为处理模块的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
如图1所示，一种励磁式自动转换开关电器控制器，包括与第一电源连接的第一采样模块1、与第二电源连接的第二采样模块2、处理模块3、第一励磁机构驱动装置5和第二励磁机构驱动装置6；
所述第一、二采样模块1、2分别与处理模块3连接，用于将与其连接的电源的高压强电信息转化为低电压等级集成电路系统能够接受的信号，并在接收到处理模块3的调用指令后，将该信号传输至处理模块3；
所述处理模块3将接收到的信号进行分析，判断需要转换电源时向所述第一励磁机构驱动装置5和第二励磁机构驱动装置发送信号6；
所述第一、第二励磁机构驱动装置5，6结构相同，分别用于控制第一、第二电源在执行开关上的接通或断开；
如图2所示，所述第一励磁机构驱动装置5包括光电耦合器U1、P型MOSFET Q1、整流桥D2、电磁铁L1、电容器R1、电容器R2和TVS管D1；所述光电耦合器U1的输入端与所述处理模块相连，输出端的集电极串联电阻器R1后与整流桥D2直流侧高电平管脚相连接，同时P型MOSFET Q1的漏极与整流桥D2直流侧高电平管脚相连接；光电耦合器U1的输出端发射极同时与电容器R2的第一端和P型MOSFET Q1的栅极相连，电容器R2的第二端与TVS管D1的阴极相连接，TVS管D1的阳极与整流桥D2的直流侧低电平管脚相连接，TVS管D1的阳极还与电磁铁L1的第一端相连；电磁铁L1的第二端与P型MOSFET Q1的源极相连；整流桥D2的交流侧直接与交流220V电源；所述电磁铁L1为执行开关内的电磁铁，其导通时产生磁力吸附合闸。
如图3所示，所述处理模块的工作步骤如下：
步骤S01：初始化；
步骤S02：处理模块向第一采样模块1、第二采样模块2分别发送指令，调取数据，所述第一、二采样模块1、2分别将采集到的第一、二电源的相关数据传送至所述处理模块3；
步骤S03：所述处理模块3对接收到的数据进行计算；
步骤S04：依据计算结果判断数据是否正常，正常则代表电源符合使用要求，返回步骤S02；不正常，则需对数据出现不正常的次数进行累加；
步骤S05：判断累加后次数是否超出预设值，没有超过则返回步骤S02；超过则进入下一步逻辑判断S06；
步骤S06：依据接收到的数据和预设条件进行逻辑判断，确定是否需要启动相应励磁机构驱动装置5或6，控制执行开关的开合；
步骤S07：若步骤S06判断的结果是需要启动相应励磁机构驱动装置，则在相应励磁机构驱动装置的光电耦合器U1的输入端加电信号。
作为本发明的一个实施例，所述励磁式自动转换开关电器控制器还包括HMI模块4，其与处理模块3连接，用于显示所述处理模块3中的数据及人工向所述处理模块3中输入相关数据。

Claims (3)

1.一种励磁式自动转换开关电器控制器，包括与第一电源连接的第一采样模块(1)、与第二电源连接的第二采样模块(2)、处理模块(3)、第一励磁机构驱动装置(5)和第二励磁机构驱动装置(6)；其特征在于：
所述第一(1)、二采样模块(2)分别与处理模块(3)连接，用于将与其连接的电源的高压强电信息转化为低电压等级集成电路系统能够接受的信号，并在接收到处理模块(3)的调用指令后，将该信号传输至处理模块(3)；
所述处理模块(3)将接收到的信号进行分析，判断需要转换电源时向所述第一励磁机构驱动装置(5)和第二励磁机构驱动装置发送信号(6)；
所述第一(5)、第二励磁机构驱动装置(6)结构相同，分别用于控制第一、第二电源在执行开关上的接通或断开；
所述第一励磁机构驱动装置(5)包括光电耦合器U1、P型MOSFET Q1、整流桥D2、电磁铁L1、电容器R1、电容器R2和TVS管D1；所述光电耦合器U1的输入端与所述处理模块相连，输出端的集电极串联电阻器R1后与整流桥D2直流侧高电平管脚相连接，同时P型MOSFET Q1的漏极与整流桥D2直流侧高电平管脚相连接；光电耦合器U1的输出端发射极同时与电容器R2的第一端和P型MOSFET Q1的栅极相连，电容器R2的第二端与TVS管D1的阴极相连接，TVS管D1的阳极与整流桥D2的直流侧低电平管脚相连接，TVS管D1的阳极还与电磁铁L1的第一端相连；电磁铁L1的第二端与P型MOSFET Q1的源极相连；整流桥D2的交流侧直接与交流220V电源；所述电磁铁L1为执行开关内的电磁铁，其导通时产生磁力吸附合闸。
2.如权利要求1所述励磁式自动转换开关电器控制器，其特征在于：所述励磁式自动转换开关电器控制器还包括HMI模块(4)，其与处理模块(3)连接，用于显示所述处理模块(3)中的数据及人工向所述处理模块(3)中输入相关数据。
3.如权利要求1或2所述励磁式自动转换开关电器控制器，其特征在于：所述处理模块的工作步骤如下：
步骤S01：初始化；
步骤S02：处理模块向第一采样模块(1)、第二采样模块(2)分别发送指令，调取数据，所述第一(1)、二采样模块(2)分别将采集到的第一、二电源的相关数据传送至所述处理模块(3)；
步骤S03：所述处理模块(3)对接收到的数据进行计算；
步骤S04：依据计算结果判断数据是否正常，正常则代表电源符合使用要求，返回步骤S02；不正常，则需对数据出现不正常的次数进行累加；
步骤S05：判断累加后次数是否超出预设值，没有超过则返回步骤S02；超过则进入下一步逻辑判断S06；
步骤S06：依据接收到的数据和预设条件进行逻辑判断，确定是否需要启动相应励磁机构驱动装置，控制执行开关的开合；
步骤S07：若步骤S06判断的结果是需要启动相应励磁机构驱动装置，则在相应励磁机构驱动装置的光电耦合器U1的输入端加电信号。
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