CN201533194U - 一种自动转换开关电器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种自动转换开关电器，所述自动转换开关电器，包括：电源切换电路和电源控制电路，其中：所述电源切换电路，是由两组冗余开关实现的电路：所述电源控制电路，采集在线电源和后备电源的电压及频率，预测在线电源的异常情况及判断后备电源的状态，依据预测和判断的结果，控制所述两组冗余开关实现电源切换。利用本实用新型的自动转换开关电器，当在线电源质量不稳定时，能够正确地切换到备用电源上，并且对于大型机房的电源管理实现了远程监控的功能，弥补现有设备只能本地操作的不便。

Description

一种自动转换开关电器
技术领域
本实用新型涉及低压电器技术领域，特别是涉及一种自动转换开关电器。
背景技术
随着社会发展，越来越多的领域，诸如：医院、电信行业、银行、机场等场所需要提供备用电源来确保当下的用电环境不断电，以防设备因断电而给用户或国家造成重大的经济损失及不可预估的后果，为用户提供不间断电源的自动转换设备是确保电源不间断必不可少的关键性设备。
自动转换开关电器(Automatic transfer switching equipment，ATS)主要用在紧急供电系统，将负载电路从一个电源自动换接至另一个(备用)电源的开关电器，以确保重要负荷连续、可靠运行。因此，ATS常常应用在重要用电场所。
申请号为2007100461614的发明专利申请，公开了一种双电源自动转换开关的控制装置，包括控制装置电源电路及参考电压电路、电压采集电路、电压整定和电压比较电路、延时整定和定时电路、继电器驱动电路、电源状态显示电路。能够在常用电源发生过压或欠压故障时候，根据用户设定的延时时间，发出动作指令，通过执行机构将电源切换到备用电源。但是其仅通过检测电源的电压来判定电源质量的好坏，而未检测电源频率。电源电压和频率的稳定是判断电源质量的两个重要指标，如果缺少频率检测，这对于电源质量不稳定的环境是无法完全判断电源质量好坏的。此外，该申请公开的技术方案只能实现本地监测和控制功能，对于无人机房管理环境下，是不易操作和了解其工作状态的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种自动转换开关电器。利用本实用新型的自动转换开关电器，当在线电源质量不稳定时，能够正确地切换到备用电源上，并且对于大型机房的电源管理实现了远程监控的功能，弥补现有设备只能本地操作的不便。
为实现本实用新型的目的而提供的一种自动转换开关电器，所述自动转换开关电器，包括：电源切换电路和电源控制电路，其中：
所述电源切换电路，是由两组冗余开关实现的电路：
所述电源控制电路，采集在线电源和后备电源的电压及频率，预测在线电源的异常情况及判断后备电源的状态，依据预测和判断的结果，控制所述两组冗余开关实现电源切换。
所述电源切换电路中：
两组冗余开关的输入，分别与在线电源和后备电源连接；
所述两组冗余开关的输出之一作为所述电源切换电路的输出；
所述两组冗余开关，分别与所述电源控制电路连接。
所述冗余开关，是由以并联方式连接的一个中间继电器和一个固态继电器组成。
所述电源控制电路，根据采集的所述在线电源和备用电源的电压和频率，判断两个电源的状态，发出控制信号控制所述两组冗余开关通断在线电源或备用电源，使所述电源切换电路的输出仅为在线电源或备用电源，并将所述电源切换电路输出的在线电源或备用电源输入到输出插座，使输出插座仅由在线电源或备用电源供电。
所述电源控制电路，采用微电脑技术实现电源波形的检测。
所述电源控制电路，包括：电压采集模块、频率采集模块和分析控制模块，其中：
所述电压采集模块，采集所述在线电源和备用电源的电压；
所述频率采集模块，采集所述在线电源和备用电源的频率；
所述分析控制模块，根据采集的所述在线电源和备用电源的电压和频率，判断两个电源的状态，发出控制信号控制所述两组冗余开关。
所述自动转换开关电器，还包括网络通讯电路：
所述网络通讯电路与所述电源控制电路连接，将采集的数据以网络方式发送到远端，实现远程监控管理。
所述在线电源和后备电源的种类为单相10A或16A。
所述电源控制电路，对电压、频率进行检测，如果出现过电压大于240伏或欠电压小于200伏，或者出现超频大于60赫兹或低频小于40赫兹，依据检测的状态判断电源质量。
所述分析控制模块与本地液晶屏连接，显示输入电源电压，若出现过电压或欠电压，均视为电源异常，会以蜂鸣器响及LED闪烁的方式来提示用户，90s后自动关闭，或通过静音按钮来消除报警。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的自动转换开关电器，能够实现双电源自动检测和自动切换的功能；
2.本实用新型的自动转换开关电器，增加了电源频率检测，同时结合了现有网络技术实现了远程检测，访问和控制；
3.本实用新型的自动转换开关电器，对于大型机房的电源管理实现了远程监控的功能，弥补现有设备只能本地操作的不便。
附图说明
图1是本实用新型自动转换开关电器的结构示意图；
图2是本实用新型自动转换开关电器的一实施例的结构示意图；
图3是本实用新型中连接自动转换开关电器的电源A和B均正常工作情况下的产品运行状态图；
图4是本实用新型中连接自动转换开关电器的电源A掉电情况下的产品运行状态图；
图5是本实用新型中连接自动转换开关电器的电源B掉电情况下的产品运行状态图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型的一种自动转换开关电器进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型的一种自动转换开关电器，具有手动、自动切换功能，其将ATS技术和机柜电源插座(Power Distribution Unit，PDU)技术结合，采用两组小功率冗余开关(Redundant Switch)实现电源切换电路，并根据电源控制电路采集到的电源的电压及频率，预测电源的异常情况的发生及判断后备电源的状态，同时结合了现有网络技术实现了远程检测，访问和控制。利用本实用新型的自动转换开关电器，当在线电源质量不稳定时，能够正确地切换到备用电源上，并且对于大型机房的电源管理实现了远程监控的功能，弥补现有设备只能本地操作的不便。
下面结合上述目标详细介绍本实用新型的自动转换开关电器。图1是本实用新型自动转换开关电器的结构示意图，如图1所示，所述自动转换开关电器，包括：电源切换电路1和电源控制电路2，其中：
所述电源切换电路1，是由两组小功率冗余开关式的冗余开关11和12实现的电路，其中：
所述两组冗余开关的输入，分别与在线电源和后备电源连接；
所述两组冗余开关的输出之一作为所述电源切换电路的输出；
所述两组冗余开关11和12，分别与所述电源控制电路2连接。
较佳地，作为一种可实施方式，本实用新型中，所述冗余开关是由以并联方式连接的一个中间继电器和一个固态继电器组成。
采用此结构是充分利用了固态继电器和中间继电器的各自优点，使其组合在一起构成一套合理的冗余开关；固态继电器转换时间短在1ms之内，但其带负载能力不足，而中间继电器可以长时间通大电流，但其机械特点决定了其转换时间很长，至少6ms或更大；这样将其并联使用后，在切换瞬间由固态继电器来完成切换，中间继电器还未且到位时，固态继电器已经达到了切换的目的，等机械继电器完全切换后，此时，可以将并联的固态继电器断开，完全由机械继电器带负载；同样，另一路的冗余开关切换也是该原理。
所述电源控制电路2，采集所述在线电源和后备电源的电压及频率，预测在线电源的异常情况的发生及判断后备电源的状态，依据预测和判断的结果，控制所述电源切换电路1中的两组冗余开关实现电源切换。
所述电源控制电路，对在线电源和后备电源进行实时检测和判断，一旦在线电源出现异常，就切换至备用电源。
所述电源控制电路，根据采集的所述在线电源和备用电源的电压和频率，判断两个电源的状态，发出控制信号控制所述两组冗余开关11或12通断在线电源或备用电源，使所述电源切换电路1的输出仅为在线电源或备用电源；结合PDU技术，所述电源切换电路1输出的在线电源或备用电源输入到输出插座，使输出插座仅由在线电源或备用电源供电。
较佳地，所述电源控制电路，采用微电脑技术实现电源波形的检测。
所述电源控制电路2，包括：电压采集模块21、频率采集模块22和分析控制模块23，其中：
所述电压采集模块21，采集所述在线电源和备用电源的电压；
所述频率采集模块22，采集所述在线电源和备用电源的频率；
所述分析控制模块23，根据采集的所述在线电源和备用电源的电压和频率，判断两个电源的状态，发出控制信号控制所述两组冗余开关11和12。
所述电源控制电路，主要对电压、频率进行检测，如果出现过电压(＞240)或欠电压(＜200)；出现超频(＞60HZ)或低频(＜40HZ)，依据检测的状态及时判断电源质量。一旦出现电源异常时能在16ms内切换到备用电源上。
较佳地，图2是本实用新型自动转换开关电器的一实施例的结构示意图，如图2所示，所述自动转换开关电器，还包括网络通讯电路3：
所述网络通讯电路3与所述电源控制电路2连接，将采集的数据以网络方式发送到远端，实现远程监控管理。
作为一种可实施方式，所述在线电源和后备电源的种类为单相10A或16A。
本实用新型的工作原理是：
输入为双电源A电源和B电源，输入电源可以通过手动按钮选择输入是A电源或B电源；输入各电源经过由固态继电器和中间继电器并联组成的冗余开关，使输出插座在任一电源断电后能启动另一电源，符合最快转移能力：12ms~20ms。
本地液晶屏与所述分析控制模块连接，可以显示输入电源电压，正常电压范围在：200~240VAC，若出现过电压或欠电压，均视为电源异常，会以蜂鸣器响及LED闪烁的方式来提示用户，90s后自动关闭，或通过静音按钮来消除报警。
此外，通过网络通讯接口可以实现运行状态的采集：包括输入的电压输出电流，电源的运行状态。
保护功能：过流保护，每路输入电源都有过流保护。
图3是本实用新型中连接自动转换开关电器的电源A和B均正常工作情况下的产品运行状态图，图4是本实用新型中连接自动转换开关电器的电源A掉电情况下的产品运行状态图；图5是本实用新型中连接自动转换开关电器的电源B掉电情况下的产品运行状态图。
较佳地，下面以一实施例一种Online-ATS详细说明本实用新型。如图3、图4和图5所示，该Online-ATS采用ATS技术和PDU技术相结合的方式，能自动检测电源的运行状态，及时判断电源出现故障时能在16ms内切换到备用电源上。也具有远程控制功能。
该Online-ATS，具有由两组冗余开关组成的电源切换电路，和电源控制电路；
所述两组冗余开关11和12的输入端分别连接电源A和电源B；
所述两组冗余开关11和12的输出分别连接输出插座；
所述两组冗余开关11和12分别与所述电源控制电路连接。
所述电源控制电路，采集电源A和电源B的电压和频率，判断两个电源A和B的状态，依据判断的结果，控制所述电源切换电路实现电源切换：
a.正常状态时：两组冗余开关分别同时接通电源A和电源B，可以根据用户的要求仅输出电源A或电源B到电源插座，使输出插座仅由电源A或电源B供电；
b.A电源断电时：一组冗余开关接通电源B，并输出电源B到输出插座使输出插座由电源B供电；
c.B电源断电时：另一组冗余开关接通电源A，并输出电源A到输出插座，使输出插座由电源A供电。
本实用新型的有益效果在于：
1.本实用新型的自动转换开关电器，能够实现双电源自动检测和自动切换的功能；
2.本实用新型的自动转换开关电器，增加了电源频率检测，同时结合了现有网络技术实现了远程检测，访问和控制；
3.本实用新型的自动转换开关电器，对于大型机房的电源管理实现了远程监控的功能，弥补现有设备只能本地操作的不便。
通过结合附图对本实用新型具体实施例的描述，本实用新型的其它方面及特征对本领域的技术人员而言是显而易见的。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述和说明，这些实施例应被认为其只是示例性的，并不用于对本实用新型进行限制，本实用新型应根据所附的权利要求进行解释。

Claims (10)

1.一种自动转换开关电器，其特征在于，所述自动转换开关电器，包括：电源切换电路和电源控制电路，其中：
所述电源切换电路，是由两组冗余开关实现的电路：
所述电源控制电路，采集在线电源和后备电源的电压及频率，预测在线电源的异常情况及判断后备电源的状态，依据预测和判断的结果，控制所述两组冗余开关实现电源切换。
2.根据权利要求1所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述电源切换电路中：
两组冗余开关的输入，分别与在线电源和后备电源连接；
所述两组冗余开关的输出之一作为所述电源切换电路的输出；
所述两组冗余开关，分别与所述电源控制电路连接。
3.根据权利要求1所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述冗余开关，是由以并联方式连接的一个中间继电器和一个固态继电器组成。
4.根据权利要求1所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述电源控制电路，根据采集的所述在线电源和备用电源的电压和频率，判断两个电源的状态，发出控制信号控制所述两组冗余开关通断在线电源或备用电源，使所述电源切换电路的输出仅为在线电源或备用电源，并将所述电源切换电路输出的在线电源或备用电源输入到输出插座，使输出插座仅由在线电源或备用电源供电。
5.根据权利要求1所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述电源控制电路，采用微电脑技术实现电源波形的检测。
6.根据权利要求1所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述电源控制电路，包括：电压采集模块、频率采集模块和分析控制模块，其中：
所述电压采集模块，采集所述在线电源和备用电源的电压；
所述频率采集模块，采集所述在线电源和备用电源的频率；
所述分析控制模块，根据采集的所述在线电源和备用电源的电压和频率，判断两个电源的状态，发出控制信号控制所述两组冗余开关。
7.根据权利要求1所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述自动转换开关电器，还包括网络通讯电路：
所述网络通讯电路与所述电源控制电路连接，将采集的数据以网络方式发送到远端，实现远程监控管理。
8.根据权利要求1所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述在线电源和后备电源的种类为单相10A或16A。
9.根据权利要求1所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述电源控制电路，对电压、频率进行检测，如果出现过电压大于240伏或欠电压小于200伏，或者出现超频大于60赫兹或低频小于40赫兹，依据检测的状态判断电源质量。
10.根据权利要求6所述的自动转换开关电器，其特征在于，所述分析控制模块与本地液晶屏连接，显示输入电源电压，若出现过电压或欠电压，均视为电源异常，会以蜂鸣器响及LED闪烁的方式来提示用户，90s后自动关闭，或通过静音按钮来消除报警。
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