CN202975143U - 一种自动转换开关电器的检测电路 - Google Patents
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Abstract
一种自动转换开关电器的检测电路
,
属于低压电器技术领域。包括电压检测电路、隔离电路、电平变换与比较电路和单片机，电压检测电路的输入端连接主回路电源，将交流电压信号转换为电流信号输入隔离电路，隔离电路将输入的电流信号进行隔离后输入电平变换与比较电路，以提高电路的抗干扰能力，电平变换与比较电路的输出端连接单片机，所述的电平变换与比较电路将输入的电流信号转换为电压信号，经基准电源
V
抬升后，一路直接送入单片机进行
A/D
转换，用于对电压值进行检测，另一路经过比较器
U1
与基准电源
V
的电压进行比较后，分两路送入单片机，分别用于对频率和相位进行检测。在具备电压检测功能的同时还具有频率及相位检测功能。
Description
技术领域
本实用新型属于低压电器技术领域，具体涉及一种自动转换开关电器的检测电路。
背景技术
在现代供电系统中，通常采用常用电源供电或备用电源供电的双电源供电模式，而自动转换开关就是转换常用电源和备用电源的开关，主要用于紧急或应急供电系统，其功用是将负载电路从一路电源（如外部常用电源）自动切换至另一路电源（如备用电源），以确保对重要负荷的不间断供电，使负荷即用电设施连续、可靠地运行。随着人们用电质量要求的不断提高，他们对自动转换开关的性能要求如电弧熄灭能力等的要求也日益严苛。
目前常用的自动转换开关控制器通常都具备对常用电源和备用电源的电压状态进行检测的功能。当检测到有欠压、过压或缺相时，进行显示及报警，并按预先设定的方式进行切换，但很少有控制器具有频率及相位检测功能。而在实际应用过程中，供电网络有时会出现相位不平衡和频率波动的现象，尤其是在将发电机用作备用电源，甚至用作主电源（船用）时更为突出，这会导致采集信号不准确，所以有必要在控制器中增加频率及相位检测功能以保证系统的可靠性。
鉴于上述已有技术，有必要加以改进，为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种自动转换开关电器的检测电路，其在具备电压检测功能的同时还具有频率及相位检测功能。
本实用新型的目的是这样来达到的，一种自动转换开关电器的检测电路, 其特征在于：包括电压检测电路、隔离电路、电平变换与比较电路和单片机，所述电压检测电路的输入端连接主回路电源，将交流电压信号转换为电流信号输入隔离电路，隔离电路将输入的电流信号进行隔离后输入电平变换与比较电路，以提高电路的抗干扰能力，电平变换与比较电路的输出端连接单片机，所述的电平变换与比较电路将输入的电流信号转换为电压信号，经基准电源V抬升后，一路直接送入单片机进行A/D转换，用于对电压值进行检测，另一路经过比较器U1与基准电源V的电压进行比较后，分两路送入单片机，分别用于对频率和相位进行检测。
在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的电压检测电路包括电阻R1，电阻R1的一端连接主回路电源的一进线端L端，电阻R1的另一端连接隔离电路的输入端。
在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的隔离电路包括电压互感器T1，电压互感器T1的1脚作为隔离电路的输入端，与电压检测电路中的电阻R1的另一端连接，电压互感器T1的2脚与主回路电源的另一进线端N端连接，电压互感器T1的3脚和4脚与电平变换与比较电路的两输入端连接。
在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的电平变换与比较电路包括电阻R2、R3、比较器U1和基准电源V，电阻R3的一端与比较器U1的2脚共同接基准电源V并作为电路的一输入端与隔离电路中的电压互感器T1的3脚连接，电阻R3的另一端与电阻R2的一端连接，作为电路的另一输入端与隔离电路中的电压互感器T1的4脚连接并与单片机连接，用于进行A/D转换，对电压值进行检测，电阻R2的另一端接比较器U1的3脚，比较器U1的1脚分两路接入单片机，分别用于对频率和相位进行检测。
本实用新型由于采用了上述技术方案，通过电压检测电路将来自主回路电源的交流电压信号转换为电流信号，所述电流信号经隔离电路和电平变换与比较电路送入单片机，实现对电压值、频率以及相位的检测，本设计方案在电压检测的基础上还增加了频率、相位检测，使自动转换开关电器的功能更加齐全，采集信号更准确。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图及电路图。
图2为本实用新型的一应用例的电路图。
具体实施方式
为了使公众能充分了解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。
请参阅图1，一种自动转换开关电器的检测电路，包括电压检测电路1、隔离电路2、电平变换与比较电路3和单片机4，所述电压检测电路1的输入端连接主回路电源，将交流电压信号转换为电流信号输入隔离电路2，隔离电路2的输出端连接电平变换与比较电路3的输入端，电流信号经隔离电路2隔离后输入电平变换与比较电路3，由此可以提高电路的抗干扰能力，电平变换与比较电路3的输出端连接单片机4，电平变换与比较电路3将输入的电流信号转换为电压信号，经基准电源V抬升后，一路直接送入单片机4进行A/D转换，用于对电压值进行检测；另一路利用比较器U1与基准电源V的电压比较后，分两路送入单片机4，分别用于对频率和相位进行检测。具体地，所述的电压检测电路1包括电阻R1，所述的隔离电路2包括电压互感器T1，所述的电平变换与比较电路3 包括电阻R2、R3、比较器U1和基准电源V，在本实施例中，所述的电阻R1为限流电阻，所述电压互感器T1为精密电流型电压互感器TR31(2mA/2mA)，电阻R2为限流电阻，电阻R3为取样电阻，比较器U1采用LM293，基准电源V为2.048V。电阻R1的一端连接主回路电源的一进线端L端，电阻R1的另一端连接隔离电路2中的电压互感器T1的1脚，电压互感器T1的2脚与主回路电源的另一进线端N端连接，电压互感器T1的3脚与电平变换与比较电路3中的电阻R3的一端以及比较器U1的2脚共同接基准电源V，电压互感器T1的4脚与电平变换与比较电路3中的电阻R3的另一端以及电阻R2的一端连接并连接至单片机4，用于进行A/D转换，对电压值进行检测，电阻R2的另一端接比较器U1的3脚，比较器U1的1脚分两路接入单片机4，分别用于对频率和相位进行检测。在本实施例中，单片机4采用M30280。主回路电源经电阻R1转换为电流信号后送入电压互感器T1的1脚与2脚，电压互感器T1的3脚与4脚输出隔离的电流信号，该电流信号经取样电阻R3转换后变为采样电压信号，所述采样电压信号经基准电源V抬升后一路直接送入单片机4进行A/D转换，用于对电压值进行检测；另一路经限流电阻R2送入比较器U1，与基准电源V的电压进行比较后分两路送入单片机4，分别用于进行频率检测与相位检测。
请参阅图2，本实用新型以自动转换开关电器的常用、备用三相电源为例，常用电源A、B、C三相的引线端U-A端、U-B端、U-C端分别与电阻R4、R5、R6的一端连接，常用电源N相的引线端U-N端接电压互感器T2、T3、T4的2脚，备用电源A、B、C三相的引线端R-A端、R-B端、R-C端分别与电阻R7、R8、R9的一端连接，备用电源N相的引线端R-N端接电压互感器T5、T6、T7的2脚，常用电源和备用电源的A、B、C三相电源分别经电阻R4～R9转换为电流信号后送入电压互感器T2～T7进行隔离，隔离后的电流信号经电阻R10～R15转换成采样电压信号,采样电压信号经基准电源V1抬升后送入单片机4的A/D0、A/D1、A/D2、A/D3、A/D4、A/D5口进行A/D转换，用于对电压值进行检测，其中常用电源和备用电源的A相采样信号还分别经电阻R16、R17送入比较器U1A和比较器U1B，与基准电源V1比较后分别送入单片机4的定时器口TB0、TB1口以及中断口INT0、INT1口，分别用于进行频率检测与相位检测。
Claims (4)
1.一种自动转换开关电器的检测电路, 其特征在于：包括电压检测电路（1）、隔离电路（2）、电平变换与比较电路（3）和单片机（4），所述电压检测电路（1）的输入端连接主回路电源，将交流电压信号转换为电流信号输入隔离电路（2），隔离电路（2）将输入的电流信号进行隔离后输入电平变换与比较电路（3），以提高电路的抗干扰能力，电平变换与比较电路（3）的输出端连接单片机（4），所述的电平变换与比较电路（3）将输入的电流信号转换为电压信号，经基准电源V抬升后，一路直接送入单片机（4）进行A/D转换，用于对电压值进行检测，另一路经过比较器U1与基准电源V的电压进行比较后，分两路送入单片机（4），分别用于对频率和相位进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种自动转换开关电器的检测电路，其特征在于所述的电压检测电路（1）包括电阻R1，电阻R1的一端连接主回路电源的一进线端L端，电阻R1的另一端连接隔离电路（2）的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种自动转换开关电器的检测电路，其特征在于所述的隔离电路（2）包括电压互感器T1，电压互感器T1的1脚作为隔离电路（2）的输入端，与电压检测电路（1）中的电阻R1的另一端连接，电压互感器T1的2脚与主回路电源的另一进线端N端连接，电压互感器T1的3脚和4脚与电平变换与比较电路（3）的两输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种自动转换开关电器的检测电路，其特征在于所述的电平变换与比较电路（3）包括电阻R2、R3、比较器U1和基准电源V，电阻R3的一端与比较器U1的2脚共同接基准电源V并作为电路的一输入端与隔离电路（2）中的电压互感器T1的3脚连接，电阻R3的另一端与电阻R2的一端连接，作为电路的另一输入端与隔离电路（2）中的电压互感器T1的4脚连接并与单片机（4）连接，用于进行A/D转换，对电压值进行检测，电阻R2的另一端接比较器U1的3脚，比较器U1的1脚分两路接入单片机（4），分别用于对频率和相位进行检测。
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