CN204479645U - 低电压故障判断电路和双电源转换开关控制器 - Google Patents
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Abstract
一种低电压故障判断电路和双电源转换开关控制器；低电压故障判断电路包括降压模块，整流模块，比较模块和隔离模块；所述降压模块分别对三路电压进行降压处理，将三路降压电压分别输出给整流模块；所述整流模块将三路降压电压由交流电压整流成三路直流电压分别输出给比较模块；所述比较模块将三路直流电压分别与预设的内部基准电压阈值VREF比较输出三路比较信号；所述隔离模块将三路比较信号分别输出给隔离模块；所述隔离模块的输出端与一路信号反馈端U-FAULT连接，隔离模块对三路比较信号进行隔离取样并输出到一路信号反馈端U-FAULT。本实用新型还提供了一种包括低电压故障判断电路的双电源转换开关控制器。
Description
技术领域
本实用新型涉及低压电器领域，特别涉及一种低电压故障判断电路和包括低电压故障判断电路的双电源转换开关控制器。
背景技术
双电源转换开关电器主要应用在如冶炼、化工、医院、政府机关等一些重要场合，这些重要场合电源进线端均采用双路或三路电源，当常用电源发生故障或停电时，双电源转换开关将电源切换至备用电源，以保证正常供电。现有双电源控制器电压采样电路都需检测三相电压是否正常，如果出现异常则控制双电源转换开关进行转换。现有几种电压采样方法包括：电压互感器采样，电能芯片专用芯片采样和电阻及运放采样。以上采样方法需分别通过单片机对常用及备用电源各三相电压进行采样及判断，需要单片机采样I/O口线较多(6个A/D采样口线)，且影响判断速度及动作时间，而且制造成本高。如果只对其中一项进行采样，则不能检测到三相电压的故障，保护功能不全。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单，成本低，性能稳定的低电压故障判断电路和包括低电压故障判断电路的双电源转换开关控制器。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种低电压故障判断电路，包括降压模块1，整流模块2，比较模块3和隔离模块4；所述降压模块1的输入端与电源A相、电源B相、电源C相和电源N相连接，降压模块1分别对电源A相、电源B相和电源C相与电源N相之间的三路电压进行降压处理，将降压后的三路降压电压分别输出给整流模块2；所述整流模块2的输入端与降压模块1的输出端连接，整流模块2将三路降压电压由交流电压整流成三路直流电压；所述整流模块2的输出端与比较模块3的输入端连接，将三路直流电压分别输出给比较模块3，比较模块3将三路直流电压分别与预设的内部基准电压阈值VREF比较输出三路比较信号；所述比较模块3的输出端与隔离模块4的输入端连接，将三路比较信号分别输出给隔离模块4，隔离模块4的输出端与一路信号反馈端U-FAULT连接，隔离模块4对三路比较信号进行隔离取样并输出到一路信号反馈端U-FAULT。
进一步，所述降压模块1包括电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5和电阻R6；所述的R1和R4的一端分别与电源A相和电源N相连接，另一端分别连接到整流模块2的输入端，将降压后的A路降压电压输出给整流模块2；所述的R2和R5的一端分别与电源B相和电源N相连接，另一端分别连接到整流模块2的输入端，将降压后的B路降压电压输出给整流模块2；所述的R3和R6的一端分别与电源C相和电源N相连接，另一端分别连接到整流模块2的输入端，将降压后的C路降压电压输出给整流模块2。
进一步，所述整流模块2包括整流桥B1，整流桥B2，整流桥B3，滤波电容C1，滤波电容C2和滤波电容C3；整流桥B1，整流桥B2，整流桥B3的输入端分别与经降压模块1降压后的三路降压电压连接，输出端分别与比较模块3连接；滤波电容C1的正极和负极分别与整流桥B1的输出端的第三管脚和第四管脚连接，滤波电容C2的正极和负极分别与整流桥B2的输出端的第三管脚和第四管脚连接，滤波电容C3的正极和负极分别与整流桥B3的输出端的第三管脚和第四管脚连接。
进一步，所述比较模块3包括电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，下拉电阻R13，下拉电阻R14，下拉电阻R15，电容C4，电容C5，电容C6，电压监控芯片IC1，电压监控芯片IC2和电压监控芯片IC3；所述电阻R7和电阻R8、电阻R9和电阻R10、电阻R11和电阻R12串联后的两端分别与整流模块2输出的三路直流电压连接；所述电阻R7和电阻R8串联后的一端经下拉电阻R13与电压监控芯片IC1的第二管脚连接，另一端与电压监控芯片IC1的第三管脚连接，R7和电阻R8的中间节点与电压监控芯片IC1的第一管脚连接，电容C4的两端分别与电压监控芯片IC1的第一管脚和电压监控芯片IC1的第三管脚连接，电压监控芯片IC1的第二管脚和电压监控芯片IC1的第三管脚分别与隔离模块4的输入端连接，将A路比较信号输出给隔离模块4；所述电阻R9和电阻R10串联后的一端经下拉电阻R14与电压监控芯片IC2的第二管脚连接，另一端与电压监控芯片IC2的第三管脚连接，R9和电阻R10的中间节点与电压监控芯片IC2的第一管脚连接，电容C5的两端分别与电压监控芯片IC2的第一管脚和电压监控芯片IC2的第三管脚连接，电压监控芯片IC2的第二管脚和电压监控芯片IC2的第三管脚分别与隔离模块4的输入端连接，将B路比较信号输出给隔离模块4；所述电阻R11和电阻R12串联后的一端经下拉电阻R15与电压监控芯片IC3的第二管脚连接，另一端与电压监控芯片IC3的第三管脚连接，R11和电阻R12的中间节点与电压监控芯片IC3的第一管脚连接，电容C6的两端分别与电压监控芯片IC3的第一管脚和电压监控芯片IC3的第三管脚连接，电压监控芯片IC3的第二管脚和电压监控芯片IC3的第三管脚分别与隔离模块4的输入端连接，将C路比较信号输出给隔离模块4。
进一步，所述隔离模块4包括光耦P1，光耦P2，光耦P3和上拉电阻R16；光耦P1，光耦P2和光耦P3的输入端分别与比较模块3输出的三路比较信号连接；光耦P1的输出端正极连接电源VCC，光耦P1的输出端负极连接光耦P2的输出端正极，光耦P2的输出端负极连接光耦P3的输出端正极，上拉电阻R16的一端与光耦P3输出端负极连接，另一端接地；光耦P3的输出端负极连接到一路信号反馈端U-FAULT。
一种双电源转换开关控制器，包括两个上述的低电压故障判断电路和单片机，其中一个低电压故障判断电路的输入端与常用电源连接，另一个的输入端与备用电源连接，两个低电压故障判断电路的输出端分别与单片机的两个I/O口线连接。
本实用新型的双电源转换开关控制器的低电压故障判断电路，分别设置降压模块，整流模块，比较模块和隔离模块；降压模块分别对三路电压降压处理输出三路降压电压，三路降压电压经整流模块整流输出三路直流电压，三路直流电压经比较模块比较处理后输出三路比较信号，三路比较信号经隔离模块隔离采样后输出到一路信号反馈端U-FAULT，信号反馈端U-FAULT与单片机I/O口线连接；低电压故障判断电路同时检测电源的三相电压，提高控制器的可靠性，常用电源或者备用电源只需要一个单片机采样A/D口线，使得双电源转换开关控制器的结构更加简化，同时降低生产成本，提高单片机的判断速度。
附图说明
图1是本实用新型低电压故障判断电路的结构示意图。
图2是本实用新型低电压故障判断电路的逻辑图。
具体实施方式
以下结合附图1-2给出的实施例，进一步说明本实用新型双电源转换开关控制器的具体实施方式。本实用新型双电源转换开关控制器不限于以下实施例的描述。
如图1所示，本实用新型的双电源转换开关控制器，包括低电压故障判断电路。所述低电压故障判断电路包括降压模块1，整流模块2，比较模块3和隔离模块4；所述降压模块1的输入端与电源A相、电源B相、电源C相和电源N相连接，降压模块1分别对电源A相、电源B相和电源C相与电源N相之间的三路电压进行降压处理，将降压后的三路降压电压分别输出给整流模块2；所述整流模块2的输入端与降压模块1的输出端连接，整流模块2将三路降压电压由交流电压整流成三路直流电压；所述整流模块2的输出端与比较模块3的输入端连接，将三路直流电压分别输出给比较模块3，比较模块3将三路直流电压分别与预设的内部基准电压阈值VREF比较输出三路比较信号；所述比较模块3的输出端与隔离模块4的输入端连接，将三路比较信号分别输出给隔离模块4，隔离模块4的输出端与一路信号反馈端U-FAULT连接，隔离模块4对三路比较信号进行隔离取样并输出到一路信号反馈端U-FAULT。本实用新型的双电源转换开关控制器的低电压故障判断电路，分别设置降压模块，整流模块，比较模块和隔离模块；降压模块分别对三路电压降压处理输出三路降压电压，三路降压电压经整流模块整流输出三路直流电压，三路直流电压经比较模块与预设的阈值比较处理后输出三路比较信号，三路比较信号经隔离模块隔离采样后输出到一路信号反馈端U-FAULT，信号反馈端U-FAULT与单片机I/O口线连接；低电压故障判断电路同时检测电源的三相电压，提高控制器的可靠性，常用电源或者备用电源只需要一个单片机采样A/D口线，使得双电源转换开关控制器的结构更加简化，同时降低生产成本，提高单片机的判断速度。在双电源转换开关控制器中设有两个结构相同的低电压故障判断电路，其中一个低电压故障判断电路的输入端与常用电源连接，另一个的输入端与备用电源连接，两个低电压故障判断电路的输出端分别与单片机的两个I/O口线连接，可实现对双电源低电压故障的检测。
如图1所示，降压模块1分别对电源A相、电源B相和电源C相与电源N相之间的三路电压进行降压处理输出三路降压电压，即电源A相与电源N相之间的电压经降压模块1处理后输出A路降压电压，电源B相与电源N相之间的电压经降压模块1降压处理后输出B路降压电压，电源C相与电源N相之间的电压经降压模块1处理后输出C路降压电压；A路降压电压，B路降压电压和C路降压电压经整流模块2整流后分别输出A路直流电压，B路直流电压和C路直流电压这三路直流电压；A路直流电压，B路直流电压和C路直流电压经比较模块3分别与预设的内部基准电压阈值VREF比较后分别输出A路比较信号，B路比较信号和C路比较信号这三路比较信号；A路比较信号，B路比较信号和C路比较信号经隔离模块4隔离取样后输出到一路信号反馈端U-FAULT。
如图1所示，所述降压模块1包括电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5和电阻R6。所述的R1和R4的一端分别与电源A相和电源N相连接，另一端分别连接到整流模块2的输入端，将降压后的A路降压电压输出给整流模块2；所述的R2和R5的一端分别与电源B相和电源N相连接，另一端分别连接到整流模块2的输入端，将降压后的B路降压电压输出给整流模块2；所述的R3和R6的一端分别与电源C相和电源N相连接，另一端分别连接到整流模块2的输入端，将降压后的C路降压电压输出给整流模块2。降压模块1由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6组成串联回路分别对电源A相、电源B相、电源C相与电源N相之间的电压进行降压处理。
如图1所示，所述整流模块2包括整流桥B1，整流桥B2，整流桥B3，滤波电容C1，滤波电容C2和滤波电容C3。整流桥B1，整流桥B2，整流桥B3的输入端分别与经降压模块1降压后的三路降压电压连接，输出端分别与比较模块3连接；滤波电容C1的正极和负极分别与整流桥B1的输出端的第三管脚和第四管脚连接，滤波电容C2的正极和负极分别与整流桥B2的输出端的第三管脚和第四管脚连接，滤波电容C3的正极和负极分别与整流桥B3的输出端的第三管脚和第四管脚连接。整流模块2将经降压模块1降压后的交流电压整流成直流电压。
如图1所示，所述比较模块3包括电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，下拉电阻R13，下拉电阻R14，下拉电阻R15，电容C4，电容C5，电容C6，电压监控芯片IC1，电压监控芯片IC2和电压监控芯片IC3。所述电阻R7和电阻R8、电阻R9和电阻R10、电阻R11和电阻R12串联后的两端分别与整流模块2输出的三路直流电压连接；所述电阻R7和电阻R8串联后的一端经下拉电阻R13与电压监控芯片IC1的第二管脚连接，另一端与电压监控芯片IC1的第三管脚连接，R7和电阻R8的中间节点与电压监控芯片IC1的第一管脚连接，电容C4的两端分别与电压监控芯片IC1的第一管脚和电压监控芯片IC1的第三管脚连接，电压监控芯片IC1的第二管脚和电压监控芯片IC1的第三管脚分别与隔离模块4的输入端连接，将A路比较信号输出给隔离模块4；所述电阻R9和电阻R10串联后的一端经下拉电阻R14与电压监控芯片IC2的第二管脚连接，另一端与电压监控芯片IC2的第三管脚连接，R9和电阻R10的中间节点与电压监控芯片IC2的第一管脚连接，电容C5的两端分别与电压监控芯片IC2的第一管脚和电压监控芯片IC2的第三管脚连接，电压监控芯片IC2的第二管脚和电压监控芯片IC2的第三管脚分别与隔离模块4的输入端连接，将B路比较信号输出给隔离模块4；所述电阻R11和电阻R12串联后的一端经下拉电阻R15与电压监控芯片IC3的第二管脚连接，另一端与电压监控芯片IC3的第三管脚连接，R11和电阻R12的中间节点与电压监控芯片IC3的第一管脚连接，电容C6的两端分别与电压监控芯片IC3的第一管脚和电压监控芯片IC3的第三管脚连接，电压监控芯片IC3的第二管脚和电压监控芯片IC3的第三管脚分别与隔离模块4的输入端连接，将C路比较信号输出给隔离模块4。比较模块3对经整流模块2整流后的三路直流电压进行比较处理，输出三路比较信号与隔离模块4的输入端连接。如果A路直流电压V1，B路直流电压V2和C路直流电压电压V3高于电压监控芯片IC1、电压监控芯片IC2和电压监控芯片IC3的内部基准电压阈值VREF，电压监控芯片IC1的输出端电压U1、电压监控芯片IC2的输出端电压U2和电压监控芯片IC3的输出端电压U3为高电平；如果A路直流电压V1，B路直流电压V2和C路直流电压电压V3低于电压监控芯片IC1、电压监控芯片IC2和电压监控芯片IC3的内部基准电压阈值VREF，电压监控芯片IC1的输出端电压U1、电压监控芯片IC2的输出端电压U2和电压监控芯片IC3的输出端电压U3为低电平。
如图1所示，所述隔离模块4包括光耦P1，光耦P2，光耦P3和上拉电阻R16；光耦P1，光耦P2和光耦P3的输入端分别与比较模块3输出的三路比较信号连接；光耦P1的输出端正极连接电源VCC，光耦P1的输出端负极连接光耦P2的输出端正极，光耦P2的输出端负极连接光耦P3的输出端正极，上拉电阻R16的一端与光耦P3输出端负极连接，另一端接地；光耦P3的输出端负极连接到一路信号反馈端U-FAULT。隔离模块4对三路比较信号进行隔离取样并输出到一路信号反馈端U-FAULT。
如图1-2所示，当电压监控芯片IC1的输出端电压U1，电压监控芯片IC2的输出端电压U2和电压监控芯片IC3的输出端电压U3同时为高电平时，光耦P1、光耦P2、光耦P3输入端光电二极管导通，控制光耦P1、光耦P2、光耦P3输出端导通，所以信号反馈端U-FAULT电平理论上为VCC高电平；当电压监控芯片IC1的输出端电压U1，电压监控芯片IC2的输出端电压U2和电压监控芯片IC3的输出端电压U3任意一个电压为低电平时，光耦P1、光耦P2、光耦P3任意一个输出端不导通，将使信号反馈端U-FAULT电平为低电平。此外，信号反馈端U-FAULT与单片机I/O口线相连，通过单片机判断电源三相电压是否正常。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种低电压故障判断电路，其特征在于：包括降压模块(1)，整流模块(2)，比较模块(3)和隔离模块(4)；所述降压模块(1)的输入端与电源A相、电源B相、电源C相和电源N相连接，降压模块(1)分别对电源A相、电源B相和电源C相与电源N相之间的三路电压进行降压处理，将降压后的三路降压电压分别输出给整流模块(2)；所述整流模块(2)的输入端与降压模块(1)的输出端连接，整流模块(2)将三路降压电压由交流电压整流成三路直流电压；所述整流模块(2)的输出端与比较模块(3)的输入端连接，将三路直流电压分别输出给比较模块(3)，比较模块(3)将三路直流电压分别与预设的内部基准电压阈值VREF比较输出三路比较信号；所述比较模块(3)的输出端与隔离模块(4)的输入端连接，将三路比较信号分别输出给隔离模块(4)，隔离模块(4)的输出端与一路信号反馈端U-FAULT连接，隔离模块(4)对三路比较信号进行隔离取样并输出到一路信号反馈端U-FAULT。
2.根据权利要求1所述的低电压故障判断电路，其特征在于：所述降压模块(1)包括电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5和电阻R6；所述的R1和R4的一端分别与电源A相和电源N相连接，另一端分别连接到整流模块(2)的输入端，将降压后的A路降压电压输出给整流模块(2)；所述的R2和R5的一端分别与电源B相和电源N相连接，另一端分别连接到整流模块(2)的输入端，将降压后的B路降压电压输出给整流模块(2)；所述的R3和R6的一端分别与电源C相和电源N相连接，另一端分别连接到整流模块(2)的输入端，将降压后的C路降压电压输出给整流模块(2)。
3.根据权利要求1所述的低电压故障判断电路，其特征在于：所述整流模块(2)包括整流桥B1，整流桥B2，整流桥B3，滤波电容C1，滤波电容C2和滤波电容C3；整流桥B1，整流桥B2，整流桥B3的输入端分别与经降压模块(1)降压后的三路降压电压连接，输出端分别与比较模块(3)连接；滤波电容C1的正极和负极分别与整流桥B1的输出端的第三管脚和第四管脚连接，滤波电容C2的正极和负极分别与整流桥B2的输出端的第三管脚和第四管脚连接，滤波电容C3的正极和负极分别与整流桥B3的输出端的第三管脚和第四管脚连接。
4.根据权利要求1所述的低电压故障判断电路，其特征在于：所述比较模块(3)包括电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，下拉电阻R13，下拉电阻R14，下拉电阻R15，电容C4，电容C5，电容C6，电压监控芯片IC1，电压监控芯片IC2和电压监控芯片IC3；所述电阻R7和电阻R8、电阻R9和电阻R10、电阻R11和电阻R12串联后的两端分别与整流模块(2)输出的三路直流电压连接；所述电阻R7和电阻R8串联后的一端经下拉电阻R13与电压监控芯片IC1的第二管脚连接，另一端与电压监控芯片IC1的第三管脚连接，R7和电阻R8的中间节点与电压监控芯片IC1的第一管脚连接，电容C4的两端分别与电压监控芯片IC1的第一管脚和电压监控芯片IC1的第三管脚连接，电压监控芯片IC1的第二管脚和电压监控芯片IC1的第三管脚分别与隔离模块(4)的输入端连接，将A路比较信号输出给隔离模块(4)；所述电阻R9和电阻R10串联后的一端经下拉电阻R14与电压监控芯片IC2的第二管脚连接，另一端与电压监控芯片IC2的第三管脚连接，R9和电阻R10的中间节点与电压监控芯片IC2的第一管脚连接，电容C5的两端分别与电压监控芯片IC2的第一管脚和电压监控芯片IC2的第三管脚连接，电压监控芯片IC2的第二管脚和电压监控芯片IC2的第三管脚分别与隔离模块(4)的输入端连接，将B路比较信号输出给隔离模块(4)；所述电阻R11和电阻R12串联后的一端经下拉电阻R15与电压监控芯片IC3的第二管脚连接，另一端与电压监控芯片IC3的第三管脚连接，R11和电阻R12的中间节点与电压监控芯片IC3的第一管脚连接，电容C6的两端分别与电压监控芯片IC3的第一管脚和电压监控芯片IC3的第三管脚连接，电压监控芯片IC3的第二管脚和电压监控芯片IC3的第三管脚分别与隔离模块(4)的输入端连接，将C路比较信号输出给隔离模块(4)。
5.根据权利要求1所述的低电压故障判断电路，其特征在于：所述隔离模块(4)包括光耦P1，光耦P2，光耦P3和上拉电阻R16；光耦P1，光耦P2和光耦P3的输入端分别与比较模块(3)输出的三路比较信号连接；光耦P1的输出端正极连接电源VCC，光耦P1的输出端负极连接光耦P2的输出端正极，光耦P2的输出端负极连接光耦P3的输出端正极，上拉电阻R16的一端与光耦P3输出端负极连接，另一端接地；光耦P3的输出端负极连接到一路信号反馈端U-FAULT。
6.一种双电源转换开关控制器，其特征在于：包括两个如权利要求1-5任一所述的低电压故障判断电路和单片机，其中一个低电压故障判断电路的输入端与常用电源连接，另一个的输入端与备用电源连接，两个低电压故障判断电路的输出端分别与单片机的两个I/O口线连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Wenzhou Zhengtai Electrical Technology Co., Ltd Assignor: Zhejiang Chint Electrics Co.,Ltd. Contract record no.: X2020330000078 Denomination of utility model: Low voltage fault diagnosis circuit and dual power transfer switch controller Granted publication date: 20150715 License type: Common License Record date: 20201021 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |