CN107256058A - 一种变压器切换电路及切换方法 - Google Patents

一种变压器切换电路及切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变压器切换电路及切换方法，其技术方案要点是包括U相端口、V相端口、W相端口、以及变压器，所述变压器包括用以接收380V电压的第一输入端、用以接收220V电压的第二输入端、以及连接V相端口的末端，U相线路、W相线路上连接有用以择一输出的相位切换开关，相位开关和变压器之间连接有择一连通第一输入端或第二输入端的电压切换开关，达到了节能高效、使用便利、安全性更高，多模式切换的效果。

Description

一种变压器切换电路及切换方法
技术领域
本发明涉及电源切换电路，特别涉及一种变压器切换电路及切换方法。
背景技术
目前企业用电中涉及单相和三相，单相有220V电压和380V两种用电标准，三相则是380V用电标准，变压器根据实际情况，或是设备使用情况，需要用到上述的几种用电标准给变压器供电。
现有技术无法有效将上述多种用电标准整合在一起，无法便利的进行不同用电标准之间的切换，给使用者带来不便。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种变压器切换电路及切换方法，对单相和三相线路进行切换，对220V电压和380V电压进行切换。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种变压器切换电路，包括U相端口、V相端口、W相端口、以及变压器，所述变压器包括用以接收380V电压的第一输入端、用以接收220V电压的第二输入端、以及连接V相端口的末端，U相线路、W相线路上连接有用以择一输出的相位切换开关，相位开关和变压器之间连接有择一连通第一输入端或第二输入端的电压切换开关。
通过上述设置，初始状态下，W相端口通过相位切换开关和电压切换开关连通第一输入端，V相端口连通变压器末端。当判断U相端口、V相端口、W相端口任一电压输入为220V时，电压切换开关选择第二输入端；当判断变压器二次侧输出无电压，相位切换开关选择U相端口。由此，变压器的输入模式有：单相输入UV-AC220V，VW-AC220V，UV-AC380V，VW-AC380V，三相输入UVW-AC380V。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述U相端口、V相端口、W相端口上还设置第一电压检测电路，第一电压检测电路根据电源输入电压进行判断220V或是380V，分别输出相应的电压切换信号，电压切换开关根据电压切换信号进行电压切换。
通过上述设置，第一电压检测电路有效在外部电源提供给变压器的过程中反馈外部电源提供的电压大小。实现对电源电源的判断。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述变压器的二次侧连接有输出电路，所述输出电路上设置有第二电压检测电路，第二电压检测电路根据电压有无输出相位切换信号，相位切换开关根据相位切换信号进行相位切换。
通过上述设置，当变压器连接的是单相电源时，则使用者一端连接在V相端口，单相电源另一端则有两种连接方式，则无论使用者将其接在U相端口还是W相端口，都可以使用。原理为：如果使用者连接在U相端口上，而此时变压器没有电力输出，则通过第二电压检测电路就会输出相位切换信号，从而相位切换开关动作选择U相端口。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述电压切换开关连接有第一驱动电路，第一驱动电路包括相互连接的第一开关管电路和第一隔离电路，所述第一隔离电路接收电压切换信号。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述相位切换开关连接有第二驱动电路，第二驱动电路包括相互连接的第二开关管电路和第二隔离电路，所述第二隔离电路接收相位切换信号。
通过上述设置，第一隔离电路起到隔离驱动的作用，有效减少外部信号干扰，第一隔离电路还可以提高第一开关管电路的驱动能力。第二驱动电路和第一驱动电路相同。
作为本发明的具体方案可以优选为：所述第二电压检测电路包括电压采样电路、比较电路和自锁电路，所述采样电路连接于比较电路上用以判断电压有无，自锁电路连接于比较电路上用以控制比较电路输出结果保持。
一种变压器切换方法，采用变压器切换电路，
初始状态下，W相端口通过相位切换开关和电压切换开关连通第一输入端，V相端口连通变压器末端；
当判断U相端口、V相端口、W相端口任一电压输入为220V时，电压切换开关选择第二输入端，
当判断变压器二次侧输出无电压，相位切换开关选择U相端口。
通过上述设置，对于外部电源的要求降低，适用更加广泛，操作更加便利，安全性更高。
综上所述，本发明具有以下有益效果：变压器的输入模式有：单相输入UV-AC220V，VW-AC220V，UV-AC380V，VW-AC380V，三相输入UVW-AC380V；控制更加便利、智能。
附图说明
图1为本实施例的电路图，主要展示相位切换开关和电压切换开关的连接结构；
图2为本实施例的电路图，主要展示第一驱动电路的结构；
图3为本实施例的电路图，主要展示第二驱动电路的结构；
图4为本实施例的电路图，主要展示第二电压检测电路的结构。
图中：101、U相端口；102、V相端口；103、W相端口；200、变压器；210、第一输入端；220、第二输入端；230、末端；300、相位切换开关；400、电压切换开关；500、第一电压检测电路；600、第二电压检测电路；610、电压采样电路；620、比较电路；630、自锁电路；710、第一驱动电路；711、第一开关管电路；712、第一隔离电路；720、第二驱动电路；721、第二开关管电路；722、第二隔离电路；800、输出电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：
如图1所示，一种变压器切换电路，包括U相端口101、V相端口102、W相端口103、相位切换开关300、电压切换开关400、变压器200以及输出电路800。变压器200包括第一输出端、第二输入端220和末端230。第一输入端210用以接收380V电压，第二输入端220用以接收220V电压，末端230连接V相端口102。相位切换开关300连接在U相线路、W相线路上，通过开关切换选择连接U相线路还是W相线路。电压切换开关400连接在相位开关和变压器200之间，择一连通第一输入端210或第二输入端220。相位切换开关300和电压切换开关400可以是手动开关或是其他开关。本方案中采用继电器K1和继电器K2作为切换开关。继电器K1和继电器K2的供电由外置的电源提供24V电压。二极管D1和二极管D2连接在继电器K1和继电器K2上起到续流的作用，提高两个继电器的使用寿命。
初始状态下，W相端口103通过相位切换开关300和电压切换开关400连通第一输入端210，V相端口102连通变压器200末端230。当判断U相端口101、V相端口102、W相端口103任一电压输入为220V时，电压切换开关400选择第二输入端220；当判断变压器200二次侧输出无电压，相位切换开关300选择U相端口101。由此，变压器200的输入模式有：单相输入UV-AC220V，VW-AC220V，UV-AC380V，VW-AC380V，三相输入UVW-AC380V。
结合图2所示，U相端口101、V相端口102、W相端口103上还设置第一电压检测电路500，第一电压检测电路500可以采用电压传感器，当电压为380V的时候，电压切换信号为高电平。
电压切换开关400连接第一驱动电路710，第一驱动电路710包括相互连接的第一开关管电路711和第一隔离电路712，第一隔离电路712接收电压切换信号。
第一隔离电路712包括电阻R9、电阻R7、电阻R8、电阻R10、电容C4、光电耦合器U2。第一开关管电路711包括三极管Q4、二极管D6、二极管D5、稳压管Z2、MOS管Q2和电容C3。电阻R9一端连接第一电压检测电路500，R9另一端连接光电耦合器U2输入端，光电耦合器U2输出端连接电容C4一端、电阻R7一端和电阻R8一端，电阻R7另一端连接24V电压，电容C4另一端接地，电阻R8另一端连接电阻R10和三极管Q4基集，电阻R10另一端接地。三极管Q4集电极连接二极管D6阴极，三极管Q4发射极接地，三极管Q4为NPN三极管，高电平导通。二极管D6阳极连接稳压管Z2阴极、电阻R6一端、二极管D5阳极和电容C3一端，电容C3另一端和稳压管Z2阳极共同接地。二极管D5阴极和电阻R6另一端连接电压24V。S2作为输出连接MOS管Q2栅极，MOS管Q2源极接地，MOS管Q2漏极连接继电器K2。
工作过程：当U相端口101、V相端口102、W相端口103输入电压为380V时，第一电压检测电路500输出高电平，光电耦合器U2导通，此时三极管Q4基集是高电平所以导通，电容C3向二极管D6方向放电，MOS管Q2的栅极为低电平，MOS管Q2处于关断状态，继电器K2不动作。反之，如果电压为220V，此时MOS管Q2的栅极为高电平，MOS管Q2处于导通状态，继电器K2动作，进行线路切换。
总之，第一电压检测电路500根据电源输入电压进行判断220V或是380V，分别输出相应的电压切换信号，电压切换开关400根据电压切换信号进行电压切换。
结合图1、图3和图4，输出电路800采用整流桥模块，变压器200一次侧有电力输入之后，通过变压器200降压，然后通过整流桥模块进行整流成24V直流电进行输出，如果一次侧没有电力，则变压器200二次侧也没有电力输出。输出电路800上设置第二电压检测电路600。第二电压检测电路600根据电压有无输出相位切换信号，相位切换开关300根据相位切换信号进行相位切换。
如图4所述，第二电压检测电路600包括电压采样电路610、比较电路620和自锁电路630。采样电路包括电阻R15、电阻R17。比较电路620包括电阻R12、电阻R13、比较器U3。自锁电路630包括电阻R18、电容C9、二极管D10、二极管D7和三极管Q5。电阻R12一端连接12V电压，电阻R12另一端连接电阻R13一端、比较器U3同相端、二极管D7阴极和三极管Q5发射极，电阻R13的另一端接地。电阻R15的一端连接整流桥输出的24V电压上，电阻R15的另一端连接电阻R17一端、比较器U3反相端，电阻R17另一端接地。比较器U3的输出连接二极管D7的阳极、电阻R18一端，电阻R18另一端连接电容C9一端、二极管D10阳极，电容C9另一端接地，二极管D10阴极连接三极管Q5基集。三极管Q5为PNP三极管，其低电平导通。比较器U3的输出S3和图3中的为同一点。
相位切换开关300连接第二驱动电路720，第二驱动电路720包括相互连接的第二开关管电路721和第二隔离电路722，第二隔离电路722接收相位切换信号。
第二隔离电路722包括电阻R4、电阻R2、电阻R3、电阻R15、电容C2、光电耦合器U1。第二开关管电路721包括三极管Q3、二极管D4、二极管D3、稳压管Z1、MOS管Q1和电容C1。电阻R4一端连接第二电压检测电路600，R4另一端连接光电耦合器U1输入端，光电耦合器U1输出端连接电容C2一端、电阻R2一端和电阻R3一端，电阻R2另一端连接24V电压，电容C2另一端接地，电阻R3另一端连接电阻R5和三极管Q3基集，电阻R5另一端接地。三极管Q3集电极连接二极管D4阴极，三极管Q3发射极接地，三极管Q3为NPN三极管，高电平导通。二极管D4阳极连接稳压管Z1阴极、电阻R1一端、二极管D3阳极和电容C1一端，电容C1另一端和稳压管Z1阳极共同接地。二极管D3阴极和电阻R1另一端连接电压24V。S1作为输出连接MOS管Q1栅极，MOS管Q1源极接地，MOS管Q1漏极连接继电器K1。
工作过程：采样电路连接于比较电路620上用以判断电压有无，自锁电路630连接于比较电路620上用以控制比较电路620输出结果保持。当变压器200连接的是单相电源时，则使用者一端连接在V相端口102，单相电源另一端则有两种连接方式，则无论使用者将其接在U相端口101还是W相端口103，都可以使用。比如：如果使用者连接在U相端口101上，而此时变压器200没有电力输出，比较器U3通过和设定值比较输出高电平，此时比较器U3输出高电平，电容C9处于充电状态维持三极管Q5的基极为高电平，三极管Q5处于截止状态，比较器U3的同相输入端持续为高电平，因此比较器U3保持高电平输出不变，信号S3为高电平，使得光电耦合器U1导通，电容C2处于放电状态，三极管Q3的基极为低电平而关断，电容C1维持MOS管Q1的栅极为高电平，MOS管Q1导通，从而切换到另一相位。
通过第二电压检测电路600就会输出相位切换信号，从而相位切换开关300动作选择U相端口101。
一种变压器200切换方法，采用变压器200切换电路。
初始状态下，W相端口103通过相位切换开关300和电压切换开关400连通第一输入端210，V相端口102连通变压器200末端230。
当判断U相端口101、V相端口102、W相端口103任一电压输入为220V时，电压切换开关400选择第二输入端220；当判断变压器200二次侧输出无电压，相位切换开关300选择U相端口101。
对于外部电源的要求降低，适用更加广泛，操作更加便利，安全性更高。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种变压器切换电路，包括U相端口(101)、V相端口(102)、W相端口(103)、以及变压器(200)，其特征在于：所述变压器(200)包括用以接收380V电压的第一输入端(210)、用以接收220V电压的第二输入端(220)、以及连接V相端口(102)的末端(230)，U相线路、W相线路上连接有用以择一输出的相位切换开关(300)，相位开关和变压器(200)之间连接有择一连通第一输入端(210)或第二输入端(220)的电压切换开关(400)。
2.根据权利要求1所述的变压器切换电路，其特征在于：所述U相端口(101)、V相端口(102)、W相端口(103)上还设置第一电压检测电路(500)，第一电压检测电路(500)根据电源输入电压进行判断220V或是380V，分别输出相应的电压切换信号，电压切换开关(400)根据电压切换信号进行电压切换。
3.根据权利要求2所述的变压器切换电路，其特征在于：所述变压器(200)的二次侧连接有输出电路(800)，所述输出电路(800)上设置有第二电压检测电路(600)，第二电压检测电路(600)根据电压有无输出相位切换信号，相位切换开关(300)根据相位切换信号进行相位切换。
4.根据权利要求1所述的变压器切换电路，其特征在于：所述电压切换开关(400)连接有第一驱动电路(710)，第一驱动电路(710)包括相互连接的第一开关管电路(711)和第一隔离电路(712)，所述第一隔离电路(712)接收电压切换信号。
5.根据权利要求1所述的变压器切换电路，其特征在于：所述相位切换开关(300)连接有第二驱动电路(720)，第二驱动电路(720)包括相互连接的第二开关管电路(721)和第二隔离电路(722)，所述第二隔离电路(722)接收相位切换信号。
6.根据权利要求2所述的变压器切换电路，其特征在于：所述第二电压检测电路(600)包括电压采样电路(610)、比较电路(620)和自锁电路(630)，所述采样电路连接于比较电路(620)上用以判断电压有无，自锁电路(630)连接于比较电路(620)上用以控制比较电路(620)输出结果保持。
7.一种变压器切换方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的变压器(200)切换电路，
初始状态下，W相端口(103)通过相位切换开关(300)和电压切换开关(400)连通第一输入端(210)，V相端口(102)连通变压器(200)末端(230)；
当判断U相端口(101)、V相端口(102)、W相端口(103)任一电压输入为220V时，电压切换开关(400)选择第二输入端(220)，
当判断变压器(200)二次侧输出无电压，相位切换开关(300)选择U相端口(101)。
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