CN203119606U - 一种智能型双电源自动转换开关控制器 - Google Patents

一种智能型双电源自动转换开关控制器 Download PDF

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Abstract

一种智能型双电源自动转换开关控制器，与双电源自动转换开关ATS电连接，包括微处理器、直流稳压电路、电源参数采集电路、控制信号输出电路、通信电路和人机对话接口电路，所述微处理器、电源参数采集电路和人机对话接口电路集成于面板电路板中，所述直流稳压电路、控制信号输出电路和通信电路集成于底板电路板中，所述面板电路板与所述底板电路板电连接。本实用新型公开的一种双电源自动转换开关控制器，是双电源自动转换开关ATS的配套装置，通过微处理器对常用电源、备用电源的三相电压、频率、负载电流进行准确、实时监测、判断，从而对双电源自动转换开关ATS进行控制，实现常用电源、备用电源之间的转换。

Description

一种智能型双电源自动转换开关控制器
技术领域
本实用新型涉及一种控制器，具体涉及一种可以对双电源自动转换开关实现常用电源与备用电源之间的自动转换的智能型双电源自动转换开关控制器。 
背景技术
双电源自动转换开关主要用在紧急供电系统，是将负载电路在常用电源或备用电源之间切换的开关电器，以确保重要负荷连续、可靠运行。常用的自动转换开关控制器通常只能对电源的电压状态进行检测，并根据电压状态进行相应的转换，这时就需要在电源侧或负载侧接入频率表、电流表和电能表等许多数字仪表来获知电源频率、负载电流和电能等电参数，这样无疑将会导致成本升高。 
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种可以对双电源自动转换开关ATS实现常用电源与备用电源之间的自动转换的智能型双电源自动转换开关控制器。 
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种智能型双电源自动转换开关控制器，与双电源自动转换开关ATS电连接，包括微处理器、直流稳压电路、电源参数采集电路、控制信号输出电路、通信电路和人机对话接口电路，所述微处理器、电源参数采集电路和人机对话接口电路集成于面板电路板中，所述直流稳压电路、控制信号输出电路和通信电路集成于底板电路板中，所述面板电路板与所述底板电路板电连接，其中： 
微处理器,用于接收双电源自动转换开关的供电电源电路的检测信号，并将检测结果转换成相应的控制信号输出；
直流稳压电路，其输入端与所述供电电源的交流电电连接，其输出端与所述微处理器的电源输入端口电连接，用于将外部交流电源转换成所述控制器所需的直流电源，从而为整个所述控制器供电；
电源参数采集电路，与所述微处理器的输入端电连接，用于采集被监测电源的电参数并进行数据比对和处理，再将处理后的信息传输给主微处理器用于控制输出及状态显示；
控制信号输出电路，一端与所述微处理器的输出端电连接，另一端与双电源自动转换开关内的弱电继电器电连接，用于实现控制双电源自动转换开关的切换；
通信电路，一端与所述微处理器的输出端电连接，另一端通过通讯总线与PC机相接，用于实现所述微处理器与PC之间的通讯；
人机对话接口电路，包括命令输入单元和显示单元，所述命令输入单元与所述微处理器的输入端电连接，所述显示单元与所述微处理器的输出端电连接，用于将用户通过输入单元下达的指令传输给所述微处理器，再将所述微处理器处理后的状态参数通过所述显示单元显示出来。
优选的，所述微处理器为可编程控制器PLC或微控制单元MCU或数字信号处理器DSP。 
优选的，所述电源参数采集电路包括电流检测电路和电压检测电路；所述电流检测电路包括依次连接的电流传感器与电流检测处理单元，用于对所述电流传感器的数据采集比对后与所述微处理器的串口通信；所述电压检测电路包括依次连接的电压传感器与电压检测处理单元，用于对所述电压传感器的数据采集比对后与所述主微处理器的串口通信。 
优选的，所述通信电路为RS485 通讯接口电路。 
优选的，所述命令输入单元包括按键或开关或触摸屏。 
优选的，所述显示单元包括LED指示灯和LCD 显示屏。 
优选的，所述直流稳压电路的输出电压为3.3V。 
采用以上技术方案的有益效果是：在原有自动转换开关控制器的基础土增加了频率、电流、电压检测功能，利用采用了采集电路快速采集并计算出被监测电源的频率、电压、电流、功率因数等电参数，因此微处理器只需从该芯片直接读取这些电参数并与设定值进行比较就可以进行电源的转换，从而可以省去采集、计算步骤，这样不仅能够降低对微处理器的性能、电路以及软件设计的要求，而且处理过程快速、结果准确，由此可以提高控制器的稳定性和抗干扰性。 
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 
图1为本实用新型一种经济型双电源自动转换开关控制器的工作原理图； 
图2为本实用新型中的微处理器工作电路的电气原理图；
图3为本实用新型中的电参数处理单元的电气原理图；
图4为本实用新型中的直流稳压电路的电气原理图；
图5为本实用新型中的传感器工作电路的电气原理图；
图6为本实用新型中的电压参数采集电路的电气原理图；
图7为本实用新型中的电流参数采集电路的电气原理图；
图8为本实用新型中的控制信号输出电路的电气原理图；
图9为本实用新型中的通讯接口电路的电气原理图；
图10为本实用新型中的人机对话接口电路中的LCD显示部分的电气原理图；
图11为本实用新型中的人机对话接口电路中的LED显示部分的电气原理图；
图12为本实用新型中的人机对话接口电路中的按键输入部分的电气原理图；
图中数字所表示的相应部件名称：
1、微处理器    2、直流稳压电路   3、电流传感器   4、电流检测处理单元  5、电压传感器      6、电压检测处理单元   7、命令输入单元     8、LED指示灯    9、LCD显示屏    10、控制信号输出电路   11、ATS   12、RS485通讯接口电路   13、PC。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 
见图1-12，本实用新型提供了一种智能型双电源自动转换开关控制器，与双电源自动转换开关ATS电连接，包括微处理器1、直流稳压电路2、电源参数采集电路、控制信号输出电路、通信电路和人机对话接口电路。其中所述微处理器、电源参数采集电路和人机对话接口电路集成于面板电路板中，其中： 
微处理器1,用于接收双电源自动转换开关的供电电源电路的检测信号，并将检测结果转换成相应的控制信号输出。
电源参数采集电路，与微处理器1的输入端电连接，用于采集被监测电源的电参数，并将检测参数处理后传输给微处理器。电源参数采集电路包括电流检测电路和电压检测电路。电流检测电路包括依次连接的电流传感器3与电流检测处理单元4，电流传感器3采集数据后传输给电流检测处理单元4，电流检测处理单元4将采集的电流数据进行处理及判断后传输给微处理器1，微处理器与存储器中的设定参数进行比较后，作出相应控制及显示，如电流过载则显示电流过载信息 
并进行电流过载保护。
电压检测电路包括依次连接的电压传感器5与电压检测处理单元6，电压传感器5采集数据后传输给电压检测处理单元6，电压检测处 
理单元6将采集的电压数据进行处理及判断后传输给微处理器1，微处理器与存储器中的设定参数进行比较后，作出相应的控制及显示，如电压异常则显示过压、欠压、缺相或欠频信号并作出相应的控制型号输出。电压传感器对两路供电电压同时进行检测，对高于额定值的电源电压判为过电压，低于额定值的判为欠电压，微处理器对上述检测结果进行逻辑判断，处理结果通过延时电路驱动相应的指令向继电器发出分闸或合闸指令，上述检测结果可在LCD显示屏9上显示出来，提醒用户修复备用电源，供用户查找原因，以便用户在最短的时间里修复故障线路，使双电源能保持正常供电。 
人机对话接口电路，包括命令输入单元7和显示单元，命令输入单元7与所述微处理器7的输入端电连接，显示单元与所述微处理器1的输出端电连接，用于将用户通过输入单元下达的指令传输给微处理器，再将微处理器处理后的状态参数通过显示单元显示出来。命令输入单元7为多个功能按键，用于设定控制参数或设定双电源自动转换开关的工作状态。显示单元包括LED指示灯8和LCD 显示屏9，可以显示电源工作状态及控制状态下的电流、电压及频率工作参数。 
直流稳压电路、控制信号输出电路和通信电路集成于底板电路板中，其中： 
直流稳压电路2，其输入端与供电电源的交流电电连接，其输出端与微处理器的电源输入端口电连接，用于将外部交流电源160V-270V交流电转换成控制器所需的直流电，转换后的直流电压为3.3V，为微处理器提供工作电源。
控制信号输出电路10，一端与微处理器的输出端电连接，另一端与双电源自动转换开关ATS11内的弱电继电器电连接，用于实现控制双电源自动转换开关ATS11的电源切换。当微处理器接受到处理后的数据与存储器中的设定参数进行比较，微处理器发出相应的控制信号，控制开关电路的继电器吸合，从而控制电源转换开关单元切换到另一路电源。 
通讯电路，一端与微处理器的输出端电连接，另一端通过通讯总线与PC 13相接，用于实现微处理器与PC之间的通讯。通讯电路为RS485 通讯接口电路12，设有RS485 隔离型通讯接口，应用标准通讯规约，具有遥控、遥信和遥测功能，可以通过PC更改或设定控制参数遥控双电源自动转换开关任意一组电源投入或断开。 
面板电路板与底板电路板电连接，形成完整的控制器集成电路。 
本实用新型提供的自动转换开关控制器的工作原理：电源参数采集电路通过安装在常用电源和备用电源上的电压传感器及安装在负载侧的电流传感器实时采集并计算出常用电源侧和负载侧的电参数如频率、电压、电流、功率因数参数，然后传送给电压检测或电流检测处理单元，处理单元将处理后的数据传输给微处理器，微处理器与存储器中的设定参数进行比较后，根据比较结果自动判断出常用电源或备用电源是否存在断相、欠压、失压等故障，同时根据判断结果向控制信号输出电路发出控制信号，以控制双电源自动转换开关实现常用电源合备用电源分，或常用电源分备用电源合，或常用备用电源都分等操作，由此完成电源的自动切换，同时，微处理器将电源参数采集电路采集的电参数、当前开关的状况、电源状况通过人机接口电路在显示单元上实时进行显示。另外，当系统需要实现遥信、遥调和遥控功能时，微处理器可通过通讯电路与PC机之间进行通信。 
在上述实施例中，微处理器还可以采用可编程控制器PLC或数字信号处理器DSP；命令输入单元还可采用开关或触摸屏，此处不做限制。 
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (7)

1.一种智能型双电源自动转换开关控制器，与双电源自动转换开关ATS电连接，其特征在于 ，包括微处理器、直流稳压电路、控制信号输出电路、通信电路和人机对话接口电路，所述微处理器、电源参数采集电路和人机对话接口电路集成于面板电路板中，所述直流稳压电路、控制信号输出电路和通信电路集成于底板电路板中，所述面板电路板与所述底板电路板电连接，其中：
微处理器，用于接收双电源自动转换开关的供电电源电路的检测信号，并将检测结果转换成相应的控制信号输出；
直流稳压电路，其输入端与所述供电电源的交流电电连接，其输出端与所述微处理器的电源输入端口电连接，用于将外部交流电源转换成所述控制器所需的直流电源，从而为整个所述控制器供电；
电源参数采集电路，与所述微处理器的输入端电连接，用于采集被监测电源的电参数并进行数据比对和处理，再将处理后的信息传输给主微处理器用于控制输出及状态显示；
控制信号输出电路，一端与所述微处理器的输出端电连接，另一端与双电源自动转换开关ATS内的弱电继电器电连接，用于实现控制双电源自动转换开关ATS的切换；
通信电路，一端与所述微处理器的输出端电连接，另一端通过通讯总线与PC机相接，用于实现所述微处理器与PC之间的通讯；
人机对话接口电路，包括命令输入单元和显示单元，所述命令输入单元与所述微处理器的输入端电连接，所述显示单元与所述微处理器的输出端电连接，用于将用户通过输入单元下达的指令传输给所述微处理器，再将所述微处理器处理后的状态参数通过所述显示单元显示出来。
2.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关控制器，其特征在于，所述微处理器为可编程控制器PLC或微控制单元MCU或数字信号处理器DSP。
3.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关控制器，其特征在于，所述电源参数采集电路包括电流检测电路和电压检测电路；所述电流检测电路包括依次连接的电流传感器与电流检测处理单元，用于对所述电流传感器的数据采集比对后与所述微处理器的串口通信；所述电压检测电路包括依次连接的电压传感器与电压检测处理单元，用于对所述电压传感器的数据采集比对后与所述主微处理器的串口通信。
4.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关控制器，其特征在于，所述通信电路为RS485 通讯接口电路。
5.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关控制器，其特征在于，所述命令输入单元包括按键或开关或触摸屏。
6.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关控制器，其特征在于，所述显示单元包括LED指示灯和LCD 显示屏。
7.根据权利要求1所述的双电源自动转换开关控制器，其特征在于，所述直流稳压电路的输出电压为3.3V。
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