CN200959533Y

CN200959533Y - 自动转换开关电器的控制器

Info

Publication number: CN200959533Y
Application number: CN 200620046330
Authority: CN
Inventors: 曾屹峰
Original assignee: SANKAI ELECTRIC CO Ltd SHANGHAI
Current assignee: SANKAI ELECTRIC CO Ltd SHANGHAI
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2016-09-27

Abstract

本实用新型涉及一种自动转换开关电器的控制器，包括：微处理器控制电路、A/D电路、AC/DC电路、DC/DC电路、基准电压电路、驱动电路、控制电压I/O电路、信号输入、按键输入、LED显示、过压保护；所述的微处理器控制电路分别与驱动电路、信号输入、按键输入、LED显示、基准电压电路、A/D电路、DC/DC电路4相连；DC/DC电路与基准电压电路相接；A/D电路、过压保护、AC/DC电路以及控制电压I/O电路并接后与常用电源/备用电源相接；AC/DC电路还与DC/DC电路相接，控制电压I/O电路还与操作机构相接；本实用新型的有益效果是：操作控制简单方便、参数可调、集成度高、功耗低、性能稳定可靠。

Description

自动转换开关电器的控制器

技术领域

本实用新型涉及一种自动转换开关电器，尤其涉及该自动转换开关电器的控制器。

背景技术

自动转换开关电器(ATSE)主要应用于低压配电系统中双电源紧急供电场所，例如商业、消防、化工、高层建筑等。这种配电场所要求提供不间断供电，以保证供电的可靠性和安全性。自动转换开关电器(ATSE)的基本结构主要由执行元件、操作机构、控制器等三部分组成。

控制器的功能和原理如下：

当ATSE主电路通电后，接通控制器的电源开关，控制器进入自动控制工作状态，通过监测分析常用电源和备用电源的供电状况，经逻辑判断后向操作机构发出控制指令，由操作机构驱动相应的执行元件完成分、合动作。若控制器监测到常用、备用电源均正常，则控制器发出常用优先合闸指令，由操作机构驱动执行元件将负载接入常用电源，此时常用断路器处于合闸、备用断路器处于分闸；若控制器监测常用电源出现异常(如停电、欠压、过压、断相等)，则控制器发出备用合闸指令，经预定的转换延时时间后，由操作机构驱动执行元件将负载从常用电源切除并转换至正常的备用电源，此时常用断路器处于分闸、备用断路器处于合闸；若控制器监测到常用电源恢复正常，则控制器发出返回指令，经预定的返回延时时间后，由操作机构驱动执行元件将负载从备用电源返回转换至常用电源。

当ATSE在运行中因负载过载或短路出现执行断路器脱扣时，控制器检测到脱扣信号后将处于操作锁定状态并报警，提醒用户及时排除负载故障，直至负载恢复正常后控制器才重新进入自动控制工作状态。

控制器一般设有信号灯或LED指示灯，以便显示各种相应的工作状态。

现有技术自动转换开关控制器有以下几种形式：第一种是继电器控制型，纯粹由控制继电器(如电压继电器、中间继电器、时间继电器等)组成的传统转换控制系统，它的缺点是功耗大、体积大、成本高、性能单一、可靠性差；第二种是电子式控制型，它主要采用分立电子元器件、模拟/数字集成电路等设计的电子式控制器，它的缺点是集成度不高、参数设定不方便、安装调试复杂、PCB板成本较高、可靠性较差。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供了一种自动转换开关电器的控制器，旨在解决上述的缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型包括：微处理器控制电路、A/D电路、AC/DC电路、DC/DC电路、基准电压电路、驱动电路、控制电压I/O电路、信号输入、按键输入、LED显示、过压保护；所述的微处理器控制电路分别与驱动电路、信号输入、按键输入、LED显示、基准电压电路、A/D电路、DC/DC电路4相连；DC/DC电路与基准电压电路相接；A/D电路、过压保护、AC/DC电路以及控制电压I/O电路并接后与常用电源/备用电源相接；AC/DC电路还与DC/DC电路相接，控制电压I/O电路还与操作机构相接；

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：操作控制简单方便、参数可调、集成度高、功耗低、性能稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型的模块图；

图2是图1中控制电压I/O电路具体线路图；

图3是是图1的具体线路图；

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

由图1、图2可见：本实用新型包括：微处理器控制电路1、A/D电路2、AC/DC电路3、DC/DC电路4、基准电压电路5、驱动电路6、控制电压I/O电路7、信号输入8、按键输入9、LED显示10、过压保护11；所述的微处理器控制电路1分别与驱动电路6、信号输入8、按键输入9、LED显示10、基准电压电路5、A/D电路2、DC/DC电路4相连；DC/DC电路4与基准电压电路5相接；A/D电路2、过压保护11、AC/DC电路3以及控制电压I/O电路7并接后与常用电源/备用电源12相接；AC/DC电路3还与DC/DC电路4相接，控制电压I/O电路7还与操作机构13相接；

所述的控制电压I/O电路7包括：由KA1B、KA1C、KA2B、KA2C组成，其中KA1B、KA1C是第一继电器KA1A的转换触点，KA2B、KA2C是第二继电器KA2A的转换触点；其中：第一转换触点KA1C的公共端和常用电源A1相连，第一转换触点KA1C的常开端与控制电压Uc-N端相连；第二转换触点KA2C的公共端和控制电压Nc端相连，第二转换触点KA2C的常闭端和常用电源N1相连，第二转换触点KA2C的常开端和备用电源N2相连；第三转换触点KA1B的公共端和备用电源A2相连，第三转换触点KA1B的常闭端和第四转换触点KA2B的公共端相连，第四转换触点KA2B的常开端和控制电压Uc-R端相连；第一继电器KA1A、第二继电器KA2A受微处理器控制电路1的内部程序控制同时有且仅有一个能通电吸合。

当第一继电器KA1A受微处理器控制电路1的内部程序控制使其线圈通电产生吸合力时，将带动第一转换触点KA1C常开端吸合接通常用电源A1，同时第三转换触点KA1B常闭端释放断开备用电源A2的输入，此时控制电压Uc-N、Nc端将输出正常电源至操作机构，由其将常用电源接入负载。

同理，当第二继电器KA2A受微处理器控制电路1的内部程序控制使其线圈通电产生吸合力时，将带动第二转换触点KA2C常开端吸合接通备用电源N2、常闭端释放断开常用电源N1，同时第四转换触点KA2B常开端闭合接通备用电源A2，此时控制电压Uc-R、Nc端将输出正常电源至操作机构，由其将备用电源接入负载。

微处理器控制电路1(MCU电路)采用高速单片嵌入式微处理器为主控芯片，使整个控制系统功耗降低、外围器件减少，它通过采集A/D电路2输入的电压数据并输出至LED显示10完成数据显示，同时和基准电压电路5进行逻辑比较，若判别出常用电源正常，则发出常用合闸指令至驱动电路6，驱动电路6再通过电磁转换带动控制电压电路7，由控制电压I/O电路7输出正常的的控制电压Uc，Uc再输入至操作机构13，操作机构13通电后将常用电源接入负载；同理，若判断出常用电源异常、备用电源正常，则发出常用分闸、备用合闸指令至驱动电路6，同时输出状态信号至LED显示10；驱动电路6再通过电磁转换带动控制电压I/O电路7，由控制电压I/O电路7转换输出正常的的控制电压Uc，并输入至操作机构13，操作机构13通电后先将常用电源切断，再将备用电源接入负载。

过压保护11接入常用电源/备用电源，用于作过压保护和吸收外部浪涌电流，使控制器避免因过压烧毁；AC/DC电路3接自常用电源/备用电源用，完成变压、整流后输出直流电压至DC/DC电路2，由DC/DC电路2通过电压线性变换、滤波后为整个系统提供稳定的直流工作电压，使系统工作能稳定可靠；按键输入9用于操作设置控制器的运行参数(如电压、时间等)，并由MCU采集处理后输出至LED显示10完成参数显示，使控制功能更完善，更方便；信号输入8用于实时输入断路器的工作状态信号，同样通过MCU分析处理后输出至LED显示10完成工作状态显示。

由图3可见：其中MCU核心模块①为本实施例的主控模块，它负责程序的运行控制、数据的采集分析、信号的输入输出，其中IC1的P8、P9、P10三个端口用于外部时钟的输入；P5作为系统的基准参考电压+2.5V(由Vref提供)端口；P1作为上电复位端口和P20一起接+5V工作电压；P19作为系统工作地端口，接GND；P2、P3、P4、P6、P7作为系统的数据采集端口，接自AC/DC模块②；AC/DC模块②接自常用、备用电源，用于完成常用电源和备用电源的电压数据采集，取样检测后经AC/DC转换、低通滤波后分别输入到MCU核心模块①的P2、P3、P4、P6、P7端口；电源模块③采用双通道电压取样、变压方案：T1输入端接自常用电源A1、N1，T2输入端接自备用电源A2、N2；T1的输出端接至整流桥BD1的交流输入端；，T2的输出端接至整流桥BD2的交流输入端，整流桥BD1和BD2的直流输出端输出双路DC+12V，其+、-极分别并接在一起通过SW1控制后输入至DC/DC直流电压变换器，DC+12V同时作为驱动电路⑥的工作电压，直流电压变换器经变换、调整、滤波输出DC+5V给IC1的P20、P19口作为工作电压；显示模块④和按键模块⑤接自IC1的RB0～RB7端口，显示模块④用于显示电压，时间等参数符号，并显示出系统的各种工作状态(如常用、备用的分闸和合闸、故障及其异常报警等)。按键模块⑤用于操作设置控制器的运行参数(如电压、时间等)，并由MCU采集处理后输出至显示模块④完成参数显示，使控制功能更完善，更方便；驱动电路⑥中：IC2为高压大电流达林顿晶体管阵列电路，接自IC1的P12～P18端口，通过输出高增益电流，提升带负载能力，用作驱动负载继电器KA1A、KA2A及LED1数码管；继电器KA1A一端通过IC2的P6、P11与IC1的P13相连；继电器KA2A一端通过IC2的P7、P10与IC1的P12相连；继电器KA1A和KA2A另一端相连在一起通过R35与+12V相接。控制电压I/O模块⑦受IC1的指令控制、IC2的驱动完成继电器触点(由KA1B、KA1C、KA2B、KA2C组成)的转换动作(吸合或释放)，并将Uc输出至操作机构。

Claims

1.一种自动转换开关电器的控制器，其特征在于包括：微处理器控制电路、A/D电路、AC/DC电路、DC/DC电路、基准电压电路、驱动电路、控制电压I/O电路、信号输入、按键输入、LED显示、过压保护；所述的微处理器控制电路分别与驱动电路、信号输入、按键输入、LED显示、基准电压电路、A/D电路、DC/DC电路(4)相连；DC/DC电路与基准电压电路相接；A/D电路、过压保护、AC/DC电路以及控制电压I/O电路并接后与常用电源/备用电源相接；AC/DC电路还与DC/DC电路相接，控制电压I/O电路还与操作机构相接。

2.根据权利要求1所述的自动转换开关电器的控制器，其特征在于：所述的控制电压I/O电路(7)包括：由KA1B、KA1C、KA2B、KA2C组成，其中KA1B、KA1C是第一继电器(KA1A)的转换触点，KA2B、KA2C是第二继电器(KA2A)的转换触点；其中：第一转换触点(KA1C)的公共端和常用电源(A1)相连，第一转换触点(KA1C)的常开端与控制电压Uc-N端相连；第二转换触点(KA2C)的公共端和控制电压Nc端相连，第二转换触点(KA2C)的常闭端和常用电源(N1)相连，第二转换触点(KA2C)的常开端和备用电源(N2)相连；第三转换触点(KA1B)的公共端和备用电源(A2)相连，第三转换触点(KA1B)的常闭端和第四转换触点(KA2B)的公共端相连，第四转换触点(KA2B)的常开端和控制电压Uc-R端相连；第一继电器(KA1A)第二继电器(KA2A)受微处理器控制电路的内部程序控制同时有且仅有一个能通电吸合。