CN111224462A

CN111224462A - 双电源自动转换开关装置及其控制方法

Info

Publication number: CN111224462A
Application number: CN202010109649.2A
Authority: CN
Inventors: 李焕昭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-02-22
Filing date: 2020-02-22
Publication date: 2020-06-02

Abstract

本发明涉及双电源自动转换开关装置及其控制方法，双电源自动转换开关装置包括双电源自动转换开关和控制装置，控制装置包括控制器、第一交流频率检测电路、第一电压传感器、第一电流传感器、第二交流频率检测电路、第二电压传感器和第二电流传感器，控制器用于根据第一交流频率检测电路、第一电压传感器、第一电流传感器、第二交流频率检测电路、第二电压传感器和第二电流传感器的检测信号对双电源自动转换开关进行切换控制。当某一个交流电源的交流频率、电压和电流异常时，控制器控制双电源自动转换开关，切换到另一个交流电源输出。结合交流频率、电压和电流实现交流电源故障判别，进而实现电源切换控制，提升切换可靠性。

Description

双电源自动转换开关装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及双电源自动转换开关装置及其控制方法。

背景技术

双电源自动转换开关，通常由控制部分和开关部分组成，连接常用电源和备用电源两路电源，当其中一路电源发生故障时，控制部分控制切换到另一路电源，保证正常供电。但是，目前的双电源自动转换开关相关的装置结构比较简单，而且控制方法也比较简单，无法实现双电源的可靠切换。

发明内容

本发明的目的在于提供双电源自动转换开关装置及其控制方法，用以解决目前的双电源自动转换开关无法实现双电源的可靠切换的问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种双电源自动转换开关装置，包括双电源自动转换开关和控制装置，所述双电源自动转换开关包括第一交流电源输入端、第二交流电源输入端和输出端，所述输出端能够与所述第一交流电源输入端或者所述第二交流电源输入端选择性连通，实现电源切换；所述第一交流电源输入端用于连接第一交流电源，所述第二交流电源输入端用于连接第二交流电源；

所述控制装置包括控制器、第一交流频率检测电路、第一电压传感器、第一电流传感器、第二交流频率检测电路、第二电压传感器和第二电流传感器，所述第一交流频率检测电路用于检测所述第一交流电源的频率，所述第一电压传感器用于检测所述第一交流电源输出的电压，所述第一电流传感器用于检测所述第一交流电源输出的电流，所述第二交流频率检测电路用于检测所述第二交流电源的频率，所述第二电压传感器用于检测所述第二交流电源输出的电压，所述第二电流传感器用于检测所述第二交流电源输出的电流；

所述第一交流频率检测电路、第一电压传感器、第一电流传感器、第二交流频率检测电路、第二电压传感器和第二电流传感器的信号输出端连接所述控制器的信号输入端，所述控制器的信号输出端连接所述双电源自动转换开关，所述控制器用于根据第一交流频率检测电路、第一电压传感器、第一电流传感器、第二交流频率检测电路、第二电压传感器和第二电流传感器的检测信号对所述双电源自动转换开关进行切换控制。

可选地，所述控制装置还包括报警器，所述控制器的信号输出端连接所述报警器。

可选地，所述控制装置还包括人机交互界面，所述控制器的信号输出端连接所述人机交互界面。

可选地，所述控制装置还包括无线通信模块，所述控制器的通信端连接所述无线通信模块。

一种专用于上述双电源自动转换开关装置的双电源自动转换开关装置的控制方法，包括：

当第一交流电源通过双电源自动转换开关输出电能时，若所述第一交流电源的实际频率与预设的正常频率阈值的误差值大于预设的频率误差值阈值且持续第一预设时间、所述第一交流电源的实际输出电压与预设的正常电压阈值的误差值大于预设的电压误差值阈值且持续第二预设时间、且所述第一交流电源的实际输出电流与预设的正常电流阈值的误差值大于预设的电流误差值阈值且持续第三预设时间，则控制所述双电源自动转换开关切换到第二交流电源输出；

当第二交流电源通过双电源自动转换开关输出电能时，若所述第二交流电源的实际频率与所述预设的正常频率阈值的误差值大于所述预设的频率误差值阈值且持续所述第一预设时间、所述第二交流电源的实际输出电压与所述预设的正常电压阈值的误差值大于所述预设的电压误差值阈值且持续所述第二预设时间、且所述第二交流电源的实际输出电流与所述预设的正常电流阈值的误差值大于所述预设的电流误差值阈值且持续所述第三预设时间，则控制所述双电源自动转换开关切换到所述第一交流电源输出。

可选地，所述控制方法还包括：初始状态下，控制第一交流电源通过双电源自动转换开关输出电能。

本发明的有益效果为：本发明提供的双电源自动转换开关装置中，设置有第一交流频率检测电路、第一电压传感器和第一电流传感器，用于检测第一交流电源的数据信息，通过频率、电压以及电流能够实现第一交流电源的可靠全面检测，第二交流频率检测电路、第二电压传感器和第二电流传感器用于检测第二交流电源的数据信息，通过频率、电压以及电流能够实现第二交流电源的可靠全面检测，控制器根据得到的检测信号进行电源切换控制，能够提升双电源切换的可靠性；本发明提供的双电源自动转换开关装置的控制方法中，当第一交流电源和第二交流电源中的任一个交流电源通过双电源自动转换开关输出电能时，若该交流电源的实际频率与预设的正常频率阈值的误差值大于预设的频率误差值阈值且持续第一预设时间、该交流电源的实际输出电压与预设的正常电压阈值的误差值大于预设的电压误差值阈值且持续第二预设时间、且该交流电源的实际输出电流与预设的正常电流阈值的误差值大于预设的电流误差值阈值且持续第三预设时间，则判定该交流电源出现了故障，那么，控制双电源自动转换开关切换到另一个交流电源输出，该控制方法对频率、电压和电流进行综合判断，结合三个参数实现交流电源故障判别，进而实现电源切换控制，提升切换可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1是第一交流电源、第二交流电源与双电源自动转换开关装置的连接示意图；

图2是本发明的双电源自动转换开关装置的结构原理示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

本实施例提供一种双电源自动转换开关装置，包括双电源自动转换开关和控制装置。如图1所示，双电源自动转换开关包括第一交流电源输入端T1、第二交流电源输入端T2和输出端T3，输出端T3能够与第一交流电源输入端T1或者第二交流电源输入端T2选择性连通。第一交流电源输入端T1用于连接第一交流电源，第二交流电源输入端T2用于连接第二交流电源。那么，双电源自动转换开关本质上为双掷开关，比如单刀双掷开关，根据控制实现选择性导通，实现电源切换。第一交流电源和第二交流电源为两个不同的交流电源，比如：第一交流电源为一路220V交流电，第二交流电源为另外一路220V交流电。一般情况下，第一交流电源为常用电源，第二交流电源为备用电源，但是，本发明不局限于第一交流电源和第二交流电源中，哪一个是常用电源，哪一个是备用电源。

控制装置用于控制双电源自动转换开关的切换，比如：双电源自动转换开关为继电器的触点开关，控制装置控制该继电器的控制线圈，当控制该继电器的控制线圈得电时，第一交流电源输入端T1和输出端T3连通，当控制该继电器的控制线圈失电时，第二交流电源输入端T2和输出端T3连通。当然，本发明不局限于上述双电源自动转换开关的具体控制方式。

如图2所示，控制装置包括控制器、第一交流频率检测电路、第一电压传感器、第一电流传感器、第二交流频率检测电路、第二电压传感器和第二电流传感器。第一交流频率检测电路、第一电压传感器、第一电流传感器、第二交流频率检测电路、第二电压传感器和第二电流传感器的信号输出端连接控制器的信号输入端，控制器的信号输出端连接双电源自动转换开关。控制器可以为常规的控制芯片，比如：单片机。

第一交流频率检测电路用于检测第一交流电源的频率，第一交流频率检测电路可以为常规的用于检测交流电频率的检测电路，第一交流频率检测电路的检测信号输入端可以连接第一交流电源输入端T1；第一电压传感器用于检测第一交流电源输出的电压，第一电压传感器可以为常规的交流电压检测器件或者检测电路，第一电压传感器的检测信号输入端可以连接第一交流电源输入端T1，或者第一电压传感器设置在第一交流电源与第一交流电源输入端T1的连接线路上；第一电流传感器用于检测第一交流电源输出的电流，第一电流传感器可以为常规的交流电流检测器件或者检测电路，第一电流传感器可以设置在第一交流电源与第一交流电源输入端T1的连接线路上。

同理，第二交流频率检测电路用于检测第二交流电源的频率，第二交流频率检测电路可以为常规的用于检测交流电频率的检测电路，第二交流频率检测电路的检测信号输入端可以连接第二交流电源输入端T2；第二电压传感器用于检测第二交流电源输出的电压，第二电压传感器可以为常规的交流电压检测器件或者检测电路，第二电压传感器的检测信号输入端可以连接第二交流电源输入端T2，或者第二电压传感器设置在第二交流电源与第二交流电源输入端T2的连接线路上；第二电流传感器用于检测第二交流电源输出的电流，第二电流传感器可以为常规的交流电流检测器件或者检测电路，第二电流传感器可以设置在第二交流电源与第二交流电源输入端T2的连接线路上。

控制器根据第一交流频率检测电路、第一电压传感器、第一电流传感器、第二交流频率检测电路、第二电压传感器和第二电流传感器的检测信号对双电源自动转换开关进行切换控制，以下给出切换控制策略，即本实施例提供的基于上述双电源自动转换开关装置的双电源自动转换开关装置的控制方法，具体如下：

该双电源自动转换开关在运行过程中，有两个状态，分别是第一交流电源输入端T1和输出端T3连通，即第一交流电源通过双电源自动转换开关输出电能，以及，第二交流电源输入端T2和输出端T3连通，即第二交流电源通过双电源自动转换开关输出电能。

以下分别对上述两个状态对应的控制过程进行说明：

当第一交流电源通过双电源自动转换开关输出电能时，第一交流频率检测电路检测第一交流电源的频率，第一电压传感器检测第一交流电源输出的电压，第一电流传感器检测第一交流电源输出的电流，若第一交流电源的实际频率与预设的正常频率阈值的误差值大于预设的频率误差值阈值且持续第一预设时间、第一交流电源的实际输出电压与预设的正常电压阈值的误差值大于预设的电压误差值阈值且持续第二预设时间、且第一交流电源的实际输出电流与预设的正常电流阈值的误差值大于预设的电流误差值阈值且持续第三预设时间，判定第一交流电源出现故障，则控制器控制双电源自动转换开关切换到第二交流电源输出，即切换到第二交流电源输入端T2和输出端T3连通。

其中，第一交流电源的实际频率为第一交流频率检测电路检测得到的频率；预设的正常频率阈值由实际需要进行设定，通常为50Hz；预设的频率误差值阈值由实际需要(比如控制精度)进行设定，比如5Hz或者10Hz，控制精度越高，频率误差值阈值越小；第一预设时间由实际需要(比如控制精度)进行设定，控制精度越高，第一预设时间越短。第一交流电源的实际输出电压为第一电压传感器检测得到的电压；预设的正常电压阈值由实际需要进行设定，通常为220V；预设的电压误差值阈值由实际需要(比如控制精度)进行设定，比如10V或者20V，控制精度越高，电压误差值阈值越小；第二预设时间由实际需要(比如控制精度)进行设定，控制精度越高，第二预设时间越短。第一交流电源的实际输出电流为第一电流传感器检测得到的电流；预设的正常电流阈值由实际需要进行设定，比如由输出端T3连接的负载决定；预设的电流误差值阈值由实际需要(比如控制精度)进行设定，控制精度越高，电流误差值阈值越小；第三预设时间由实际需要(比如控制精度)进行设定，控制精度越高，第三预设时间越短。

当第二交流电源通过双电源自动转换开关输出电能时，第二交流频率检测电路检测第二交流电源的频率，第二电压传感器检测第二交流电源输出的电压，第二电流传感器检测第二交流电源输出的电流，若第二交流电源的实际频率与预设的正常频率阈值的误差值大于预设的频率误差值阈值且持续第一预设时间、第二交流电源的实际输出电压与预设的正常电压阈值的误差值大于预设的电压误差值阈值且持续第二预设时间、且第二交流电源的实际输出电流与预设的正常电流阈值的误差值大于预设的电流误差值阈值且持续第三预设时间，判定第二交流电源出现故障，则控制器控制双电源自动转换开关切换到第一交流电源输出，即切换到第一交流电源输入端T1和输出端T3连通。

其中，第二交流电源的实际频率为第二交流频率检测电路检测得到的频率；预设的正常频率阈值、预设的频率误差值阈值以及第一预设时间在上文已有说明，不再赘述。第二交流电源的实际输出电压为第二电压传感器检测得到的电压；预设的正常电压阈值、预设的电压误差值阈值以及第二预设时间在上文已有说明，不再赘述。第二交流电源的实际输出电流为第二电流传感器检测得到的电流；预设的正常电流阈值、预设的电流误差值阈值以及第三预设时间在上文已有说明，不再赘述。

为了实现初始状态下的控制，即双电源自动转换开关装置在最初投入运行时的控制，该控制方法还包括：初始状态下，控制第一交流电源通过双电源自动转换开关输出电能，即初始状态下，优先第一交流电源先投入。

另外，为了在电源切换时或者其他异常情况时进行报警，控制装置还包括报警器，比如：声光报警器，控制器的信号输出端连接该报警器。

为了实现人机交互，控制装置还包括人机交互界面，比如：触摸屏，控制器的信号输出端连接该人机交互界面。

为了实现与后台的远程交互，控制装置还包括无线通信模块，比如：4G模块，控制器的通信端连接该无线通信模块。

上述实施例仅以一种具体的实施方式说明本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。

Claims

1.一种双电源自动转换开关装置，其特征在于，包括双电源自动转换开关和控制装置，所述双电源自动转换开关包括第一交流电源输入端、第二交流电源输入端和输出端，所述输出端能够与所述第一交流电源输入端或者所述第二交流电源输入端选择性连通，实现电源切换；所述第一交流电源输入端用于连接第一交流电源，所述第二交流电源输入端用于连接第二交流电源；

2.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关装置，其特征在于，所述控制装置还包括报警器，所述控制器的信号输出端连接所述报警器。

3.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关装置，其特征在于，所述控制装置还包括人机交互界面，所述控制器的信号输出端连接所述人机交互界面。

4.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关装置，其特征在于，所述控制装置还包括无线通信模块，所述控制器的通信端连接所述无线通信模块。

5.一种专用于权利要求1所述双电源自动转换开关装置的双电源自动转换开关装置的控制方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的双电源自动转换开关装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：初始状态下，控制第一交流电源通过双电源自动转换开关输出电能。