CN204538706U - 低压智能同步开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种低压智能同步开关，该开关的组成包括控制模块、电流检测模块、电压检测模块、输入模块、过零投切模块、通讯模块、电源模块和显示模块；其中，控制模块分别与其他七个模块连接，电源模块还分别与过零投切模块、通讯模块和显示模块相连。本实用新型通过过零投切模块和控制模块的配合，可以在过零点投切电容器或交流电源开关，实现了电容器在电压过零点投入，电流过零点切除，投切过程中无涌流、不起电弧、不损坏开关触点，达到开关投切时无涌流，触点不烧结，体积小、能耗小，不引入暂态和谐波，能够适应各种极寒极热的严酷环境，并能满足各种无功容量需求的场合。

Description

低压智能同步开关

技术领域

本实用新型涉及一种用于交流无功补偿电容器的通断控制技术，具体涉及一种含有各相电量测量、保护功能，并且可以不连接控制器自动运行和后台软件及其他设备进行通信的电容器投切控制的无功补偿同步开关。

背景技术

在低压配电网中，随着电力电子装置的广泛应用、小工业用户的增多以及家用电器的普及，负荷越来越复杂，与传统的供电线路相比，对供电线路所提供的无功功率的需求也日益增加。同时，无功功率增大使电力系统的功率因数降低，这又直接导致电网中的功率损耗增大，电压损失增大，增加电气设备的容量，使电网产生波动等问题。因而企业无论是从节约成本，提高电能质量还是从提高设备的供电能力等方面考虑都必须采取措施进行无功补偿。无功功率的补偿通常利用在电网中并联电容器的方法来实现。为了达到在电压过零时使电容器投入，在电流过零时使电容器切除的目的，通常低压系统里用现有的复合开关对电容器进行投切。希望利用双向可控硅和磁保持继电器并联的方法实现低功耗、不发热、无涌流的电容器的效果。现有的复合开关有如下一些缺点：

1可控硅对电压变化率特别敏感，对过电流的承受能力不强，当电流变化率很高时不易关断，并且对热和电流冲击很敏感，一旦出现冲击电流或者电压超过其容许值时，就会立即使其永久性的损坏。

2现有的复合开关的内部电源基本上都是用比较笨重的变压器，体积大，质量重，不利于运输和安装，尤其在冬天的东北地区，气温特别低，使现有的复合开关在运输过程中，线路板经常发生断裂，电源部分不能正常供电，产品不能正常工作。

3磁保持继电器的驱动电路通常都是利用光电耦合器配合其他器件使用，比较分散，不利用集成化，同时不利于成本的降低。

4我国的大部分复合开关都需要配置控制器进行工作。接线麻烦，安装复杂，对于补偿容量需求不大的场合无形中增加了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在可控硅对电压变化率特别敏感，对过电流的承受能力不强，当电流变化率很高时不易关断，并且对热和电流冲击很敏感，一旦出现冲击电流或者电压超过其容许值时，就会立即使其永久性的损坏，从而使复合开关使用寿命短、易出故障、生产成本高的问题，提出一种低压智能同步开关，该开关通过过零投切模块和控制模块的配合，可以在过零点投切电容器或交流电源开关，实现了电容器在电压过零点投入，电流过零点切除，投切过程中无涌流、不起电弧、不损坏开关触点、体积小、能耗小，不引入暂态和谐波，能够适应各种极寒极热的严酷环境，并能满足各种无功容量需求的场合，可以实时显示出系统中的功率因数、有功功率、无功功率、电流值、电压值、13次谐波值以及各相电容的通断信息并和系统中同类设备和后台监控设备通讯。

本实用新型的技术方案为：

一种低压智能同步开关，该开关的组成包括控制模块、电流检测模块、电压检测模块、输入模块、过零投切模块、通讯模块、电源模块和显示模块；其中，控制模块分别与其它七个模块连接，电源模块还分别与过零投切模块、通讯模块和显示模块相连；

所述的控制模块包括单片机；

所述的电流检测模块包括电流互感器、采样电阻、滤波电路和运算放大电路；其中，电流互感器的一次侧串接在低压380V电网电路中，二次侧与采样电阻并联；采样电阻和滤波电路串联，滤波电路后面连接着运算放大电路，运算放大电路与控制模块相连；

所述的电压检测模块包括分压电阻、第二采样电阻、第二滤波电路和第二运算放大电路；分压电阻一端与低压380V电网电路连接，然后另一端再顺次与第二采样电阻、第二滤波电路以及第二运算放大电路串联连接，第二运算放大电路与控制模块相连；

所述的输入模块的组成包括键盘；

所述的过零投切模块的组成包括：集成芯片U2、集成芯片U1、磁保持继电器K0、4个电阻、电感L0、电容C0、整流桥D1和光电耦合器U3；其中，集成芯片U2与集成芯片U1串联，集成芯片U1的第10、12引脚连接在磁保持继电器K0的控制线圈两端，电阻R1和电阻R2串联之后与磁保持继电器K0的开关触点并联连接，两个电阻的两端分别接在磁保持继电器K0触点的两端，电感L0从电阻R1和电阻R2的中间节点引出，电容C0与整流桥D1并联之后接在电感L0和输出端子E0之间，整流桥D1与限流电阻R3串联之后与光电耦合器U3的两个端子相联，电阻R4与光电耦合器的另外两个端子联接后接在电源VCC和地GND之间。

所述的通讯模块的组成包括两个结构相同且各自独立的子模块；每个子模块包括三个光电耦合器、芯片MAX485、晶体管、电阻、电感和稳压二极管；以其中一个为例，控制模块中的单片机的一个控制引脚经电阻R17后与光电耦合器U6的第2引脚相连，然后第3引脚经过电阻R18与芯片MAX485的2、3引脚相连；光电耦合器U4的第2引脚经过电阻R10后与芯片MAX485的第1引脚RO相连，控制模块1中的单片机的数据接收引脚RXD经过电阻R13、晶体管Q1之后与光电耦合器U4的第3引脚相连；控制模块1中的单片机的数据发送引脚TXD经过电阻R22与光电耦合器U5的第2引脚相连，光电耦合器U5的第3引脚经过晶体管Q2后与芯片MAX485的第4引脚DI相连；电阻R19、电阻R20、电阻R21串联在电源VCC和地GND之间，芯片MAX485的第6、7引脚并联在电阻R20两端，双向稳压管D2经过电感之后并联在电阻R20两端。

所述的电源模块为反击式开关电源。

所述的显示模块包括液晶显示器LCD和LED状态指示灯。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型中的过零投切模块5在需要投切电容时在过零检测电路检测到电压过零后向控制模块1反馈一个信号。控制模块设定一定的延时，保证磁保持继电器在以后的过零点吸合或者断开，并且不断的测量控制磁保持继电器吸合和断开所需的时间。通过分析计算，不断的对上述延时时间进行修改，以确保开关在过零点进行开通和关断。因为在开关闭合后，主回路中的电流只是通过磁保持继电器，线路阻抗特别小，因此功耗特别低。又因为开关是在主电路与电容间的电压为零时导通的，因此线路中无涌流，不会发生电弧，开关触点不会发生烧结。同时由于主线路中没有现有复合开关采用的双向可控硅这种有源器件，因此也不会给主电路引入暂态和谐波，并且完全避免了现有复合开关中的可控硅对电压变化率特别敏感，对过电流的承受能力不强，当电流变化率很高时不易关断，并且对热和电流冲击很敏感，一旦出现冲击电流或者电压超过其容许值时，就会立即使其永久性的损坏等缺陷。另外，可控硅价格昂贵，外围驱动电路复杂，其成本在现有复合开关设计制造中占有很大比重，通过软件控制的方法将其省去无疑大大降低了生产成本。

本实用新型中对过零投切模块中的磁保持继电器的驱动电路进行了重新设计，通过74HC04和ULN2003等集成芯片的配合使用，有效的减小了设计的线路板面积和元器件的个数，减小了设计成本，在生产过程中节约了大量的人力资源。

本实用新型中的电源模块7采用了反击式开关电源的形式，解决了现有复合开关在恶劣环境中运输和运行易出故障的缺点。并且可以方便的将现有的复合开关的电源板和控制板集成在一块板上，大大缩小了设计产品体积，省去了笨重的变压器，大大减轻了重量，降低了成本。并且通过试验表明电磁兼容性能好，抗干扰能力强，对输入电源的适应能力强，额定工作电压范围宽，电压稳定性高，输出电压纹波小。

本实用新型中控制器模块已经具备了控制器的功能，在系统对无功补偿容量需求有所增加时可以进行扩展。扩展仅有过零投切模块的产品，与现有的复合开关，必须配置控制器相比在降低用户使用成本的同时也提高了产品使用的灵活性。并且本实用新型提出的设备可以通过显示模块8实时显示电网中的各相电压值、电流值、功率因数、有功功率、无功功率、13次谐波、各相电容工作状态等。

本实用新型中提出的低压智能同步开关还可以利用通讯模块6与系统中的其他产品进行联网通讯，互为备用，并采用竞争做主机的模式进行控制，在作主机的设备出现故障时，即刻由其它从机升级成主机，代替原来主机的职责，使在线其它设备能正常工作。并且具有过电压、欠电压和掉电保护数据不丢失的功能，而且还可以和后台监控软件实时通讯，大大提高了系统的可靠性。

解决了现有复合开关在进行过零投切时使用双向可控硅容易给电网带来谐波，对过电流承受能力不强，当电流变化率很高时不易关断，并且对热和电流冲击很敏感，一旦出现冲击电流或者电压超过其容许值时，就会立即使其永久性的损坏等问题，同时也为了进一步的降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种实施方式的低压智能同步开关的结构示意图。其中，1-控制模块，2-电流检测模块，3-电压检测模块，4-输入模块，5-过零投切模块，6-通讯模块，7-电源模块，8-显示模块。

图2为实施例1的过零投切模块5的原理图；其中，U1和U2是两片集成芯片用来驱动磁保持继电器，D1、R3和U3组成了过零检测电路。

图3为通讯模块6中一个子模块的电路原理图，其中RXD为单片机数据接收引脚，TXD为单片机数据发送引脚，VCC和VCC1都是+5V，但是两路相互隔离的电源。

图4为后台监控软件系统结构设计图。

图5为低压智能同步开关整体运行流程图。

具体实施方式

本实用新型以电流检测模块和电压检测模块检测电网低压侧的电流、电压等参数然后通过控制模块进行计算，将各相电流值、电压值、功率因数、有功功率、无功功率、13次谐波等通过显示模块显示出来，通过输入模块和显示模块实现人机交互，并通过过零投切模块来对电网进行无功功率补偿。

下面结合附图对本实用新型进行说明，但它们不是对本实用新型作任何限制。

实施例1

本实用新型的一种低压智能同步开关如图1所示，主要包括：控制模块1、电流检测模块2、电压检测模块3、输入模块4、过零投切模块5、通讯模块6、电源模块7和显示模块8；其中控制模块1分别与其他七个模块连接，电源模块7还分别与过零投切模块5、通讯模块6和显示模块8相连；

所述的控制模块1主要包括单片机及其外围电路，单片机的不同引脚或拓展芯片的引脚与其余7个模块连接。所述的外围电路为公知技术，包括单片机的最小系统、JTAG程序烧写电路等外部扩展设备组成。本实施例的单片机是由美国的Microchip公司研发生产的DSPIC30F5011单片机。

所述的电流检测模块2用于采集电网低压侧的电流信号，具体包括电流互感器、采样电阻、滤波电路和运算放大电路等电路；其中，电流互感器的一次侧串接在低压380V电网电路中，二次侧与采样电阻并联；采样电阻和滤波电路串联，滤波电路后面连接着运算放大电路，(滤波电路和运算放大电路组成调理电路)将采集到的电流信号经过滤波电路滤波处理后再通过运算放大电路的放大最后传递给控制模块1的单片机模数转换相应的引脚。

所述的电压检测模块3用于采集电网低压侧的电压信号，其组成具体包括分压电阻、第二采样电阻、第二滤波电路、第二运算放大电路等电路组成；分压电阻一端与低压380V电网电路连接，然后另一端再顺次与第二采样电阻、第二滤波电路以及第二运算放大电路串联连接，将外部电路的高电压经过分压、滤波处理后变成小电压信号最后通过第二运算放大电路传递给控制模块1中的单片机模数转换相应的引脚。

所述的输入模块4为键盘，通常通过控制模块1与显示模块8配合实现人机交互，由用户通过按键输入控制模式、CT变比的配置参数。

所述的过零投切模块5如附图2所示，其组成包括：集成芯片U2、集成芯片U1、磁保持继电器K0、4个电阻、电感L0、电容C0、整流桥D1和光电耦合器U3；连接关系为：集成芯片U2与集成芯片U1串联，集成芯片U1的第10、12引脚分别接在磁保持继电器K0的控制线圈两端，电阻R1和电阻R2串联之后与磁保持继电器K0的开关触点并联连接，两个电阻的两端分别接在磁保持继电器K0触点的两端，电感L0从电阻R1和电阻R2的中间节点引出，电容C0与整流桥D1并联之后接在电感L0和输出端子E0之间，整流桥D1与限流电阻R3串联之后与光电耦合器U3的两个端子并联，电阻R4与光电耦合器的另外两个端子串联后接在电源VCC和地GND之间。其在接收到控制模块1的信号后对电容器进行投切或对交流电路进行通断控制。该模块的运行为：由集成芯片U1(ULN2003)和集成芯片U2(74HC04)等组成磁保持继电器驱动电路，磁保持继电器K0串联在主回路中，磁保持继电器K0两端的电压经过电阻R1和电阻R2分压之后再经过电感线圈L0和电容C0滤波，然后再通过整流桥D1整流之后将电压信号传送给光电耦合器U3，在光电耦合器U3的输出端通过电阻R4和控制模块1的单片机的引脚配合可以检测到电压的过零点。控制模块1通过引脚P1.4、P1.5分别与集成芯片U2的第9、10引脚相连来控制过零投切模块5。

所述的通讯模块6的组成包括两个结构和功能都相同且各自独立的子模块，分别用来与同类设备和后台监控软件通信。每个子模块(如图3所示)，包括三个光电耦合器PC817、芯片MAX485、晶体管、电阻、电感和稳压二极管等器件组成；如附图3所示，控制模块1中的单片机的一个控制引脚经电阻R17后与光电耦合器U6的第2引脚相连，然后第3引脚经过电阻R18与芯片MAX485的2、3引脚相连，来控制信息的接收和发送。光电耦合器U4的第2引脚经过电阻R10后与芯片MAX485的第1引脚RO相连，控制模块1中的单片机的数据接收引脚RXD经过电阻R13、晶体管Q1之后与光电耦合器U4的第3引脚相连，该部分电路用来接收收据。控制模块1中的单片机的数据发送引脚TXD经过电阻R22与光电耦合器U5的第2引脚相连，光电耦合器U5的第3引脚经过晶体管Q2后与芯片MAX485的第4引脚DI相连，该部分电路用来发送数据。电阻R19、电阻R20、电阻R21串联在电源VCC和地GND之间，而芯片MAX485的第6、第7引脚并联在电阻R20两端，双向稳压管D2经过电感之后并联在电阻R20两端，其中线485_A和485_B分别为设备与外部其他设备进行通讯时的两根信号线，光电耦合器PC817主要用来光电隔离，提高通讯的抗干扰能力。该模块的运行为：控制模块1通过晶体管和电阻配合光电耦合器PC817与芯片MAX485连接，又通过芯片MAX485与系统中的其他同类设备或者后台设备进行联网通讯，实时传递彼此工作状态等信息，彼此互为备用从而实现系统安全稳定运行。

本实用新型设计的通讯模块采用了Modbus通讯协议，与其相连接的后台软件是基于微软公司的Visual Basic6.0软件开发平台开发的软件，其结构图如附图4所示，本领域技术人员可以根据其结构和内容实现。通讯控制模块主要负责与低压智能同步开关进行通讯，接收低压智能同步开关发送过来的数据，并将接收过来的数据传送给数据处理模块进行处理和存储。输入输出模块主要用来用户和系统进行交互，通过屏幕显示将信息输出，用户可以选择显示的标签中的“实时数据”来显示系统上所有低压智能同步开关处的各种电量值以及与其连接的电容器的工作状态，选择标签中的“曲线趋势图”来显示各电量在客户设定的时间范围内的趋势走向，选择标签中的“对比柱状图”来显示各电容处各电量值的对比，也可以选择标签中的“远程调控”来控制各电容器的投切，这一过程是通过输入输出模块向通讯模块发送指令然后经由通讯控制模块传达到各低压智能同步开关。

所述的电源模块7采用了反击式开关电源的形式，主要由电磁兼容滤波电路、前级保护电路和整流桥电路、无源钳位RCD电路、高频变压器、控制环路以及输出端滤波电路等组成；电磁兼容滤波电路、前级保护电路和整流桥电路并联在外部电源两端，无源钳位RCD电路与高频变压器串联之后并联在整流桥的两输出端之间，控制环路连接在输出端与电源管理芯片的反馈引脚之间，电源模块7最终通过输出端滤波电路之后给控制模块1、过零投切模块5、通讯模块6、显示模块8供电，该模块可以输出5V/12V两种三路电源。

所述的显示模块8用来显示系统中的功率因数、电流值、电压值、有功功率、无功功率、13次谐波以及各相电容的通断状态等信息，其又分为液晶显示器LCD和LED状态指示灯两部分。

本实用新型提出的低压智能同步开关在电网中进行无功补偿的接线方式有三相共补和单相分补两种。依据附图5所示，低压智能同步开关在上电后，其运行步骤如下：

(1)系统进行初始化。初始化的工作主要有配置控制模块1中芯片及其相关外设等；

(2)读取上一次存储数据，从控制模块1的扩展存储芯片中读取上一次存储的数据；

(3)进入液晶显示器的主页面，使状态指示灯工作；

(4)进行数据采集，通过电流检测模块2和电压检测模块3不断的采集电网中的电流信号和电压信号；

(5)电网参数计算。控制模块1对上一步骤中采集来的信号进行处理并计算出电网中的各相电流值、电压值、功率因数、有功功率、无功功率、13次谐波值等；

(6)判断是否有按键按下，如果有按键按下进入步骤(7)，如果没有则返回步骤(3)；

(7)通过判断按键进入各种数值显示、设置、电容状态显示界面；

(8)判断是手动还是自动。对电容投切的控制有自动和手动两种运行模式，用户可以在上一步骤中进行设置。手动模式主要用于设备的现场调试，正常工作后通常都工作在自动模式下。如果选择手动，则手动投切电容，然后返回步骤(3)，如果选择自动则进入步骤(9)；

(9)判断是主机还是从机。如果工作在主机状态下则进入步骤(10)，如果工作在从机状态就进入步骤(16)。同类设备在互相联网之后又可工作在主机和从机两种状态，系统随机的选定某一台设备工作在主机状态，其它设备则工作在从机状态下，当被选定的主机因某种原因出现故障退出运行后，再随机选择另外联网的某台设备重新做主机，这样就互为备用，提高了系统运行的可靠性。工作在主机和从机状态下都接受后台监控软件的控制进行对电容的投切，并且还将低压智能同步开关所在处的各相电压值、电流值、功率因数、有功功率、无功功率、13次谐波值发送给后台监控软件。后台监控软件能在屏幕上将这些信息实时的显示出来，也可根据用户的需要将用户设定的时间内以上这些数值的曲线变化图显示出来，也能将不同电容处的这些值的对比柱状图显示出来。这样有利于控制中心对电网的运行情况进行分析和记录，并可根据需要对低压智能同步开关进行远程调控和故障处理；

(10)检查是否有后台投切信号。如果没有后台监控发送过来的电容器投切信号，那么就进入步骤(11)，否则的话就直接进入步骤(17)进行电容投切；

(11)检测是否有报警信号，当设备所连接的电容发生过电压、欠电压等故障时，设备会产生报警信号。如果有报警信号那么就进入步骤(12)，否则就进入步骤(13)；

(12)发送切除电容信号。当系统有报警信号时，发出切除对应电容器的信号，然后进入步骤(17)；

(13)检查过补或欠补。在一切都正常时，主机会检测所在网络是处于过补偿状态还是欠补偿状态，如果处于过补偿状态则进入步骤(14)，如果处于欠补偿状态则进入步骤(15)；

(14)发出切除一组电容器的信号，然后进入步骤(17)进行电容投切；

(15)发出投入一组电容器的信号，然后进入步骤(17)进行电容投切；

(16)检查是否有投切信号。工作在从机状态下的低压智能同步开关将不断检测来自主机或后台监控软件发来的电容投切信号，当有信号传来时进入步骤(17)进行电容投切，否则直接进入步骤(18)；

(17)投切电容，进行完电容投切后进入步骤(18)；

(18)向后台发送电容器状态和各电量信息，然后返回步骤(3)。当然，在控制所有的从机的电容器投切的过程中本着循环投切的原则，尽量使其工作时间相近。并且电容器的投切过程是由控制模块1通过过零投切模块5来完成的，从而实现了电容过零投切，电路中无涌流，开关触点不烧结，并保证了电网的电能质量。

在设计过程中通过大量的试验，统计出所使用型号的磁保持继电器的平均动作时间，作为过零投切单元首次进行投切时从过零检测电路反馈回来过零信号到发出实际投切信号所需的延时时间的初值。在电容投切过程中通过测量每次从投切信号发出到实际开关投切完成所用时间，然后通过控制模块不断地修正从过零检测电路反馈回来过零信号的到发出实际投切信号所需的延时时间，以保证在实际使用过程中能够真正做到磁保持继电器在预期过零点处进行投切。从而实现了对电容的过零投切。

因为原来的线性电源的频率为50Hz比较低，因此变压器体积比较大，比较笨重，从而使产品的体积大，在运输过程中经常出现因为颠簸而使产品的线路板断裂等问题。因此本实用新型中专门设计了能在复合开关工作环境中稳定可靠工作的开关电源，对变压器进行了重新设计，利用电源管理芯片将电源的频率提高到65KHz，缩小了变压器的体积(体积和重量只有线性电源的20～30％)，也就大大缩小了整个设备的体积和重量。另外与线性电源相比，开关电源的效率也大大提高了，从线性电源的30～40％提高到了60～70％，并且其自身的抗干扰能力更强。

为了进一步缩小产品的设计体积，使其更为集成化，在满足电磁兼容要求的前提下，本实用新型设计了磁保持继电器的驱动电路。如图2所示，采用U1(ULN2003)和U2(74HC04)和其它元器件进行配合来驱动磁保持继电器。

本实用新型中利用电压检测模块2和电流检测模块3测量电网中的电压和电流，并经过控制模块的一系列运算并实时显示出电网的电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率和13次谐波，并控制过零投切模块实现电网的无功功率补偿，从而不需要再连接控制器。同时为了灵活适应各种小容量无功补偿需求，还设置了“一拖二”扩展功能，即一台本实用新型设备还可以扩展两台仅有过零投切模块的低压智能同步开关。本实用新型设备在研制过程中都预留了扩展接口，通过控制信号线与扩展设备连接。连接后扩展的仅有过零投切模块的简化低压智能同步开关只需按照补偿方式的要求和电容器一块接入电网即可，接线简单方便。

为了提高系统的可靠性，便于对系统各设备进行管理。本实用新型还设计了通讯模块。各设备之间及各设备和系统后台之间可以实时通讯，在系统后台显示各个设备处的运行状态和电网参数。同时在控制策略上，采用了各设备竞争做主机的机制，如果在某一应用场所有多台低压智能同步复合开关同时运行，将会在启动时随机选定某一台作为主机，其他设备作为从机。从机受主机控制，当选定的主机出现故障后，其它任一从机随机自动转换成主机，相互之间互为备用，从而大大提高了系统的稳定性。

所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

经试验表明本装置的样机可以通过电磁兼容试验：静电放电的抗扰度试验，严酷等级为4级；浪涌(冲击)抗扰度试验：严酷等级为4级；快速瞬变脉冲群干扰试验，严酷等级为4级。该结果表明本实用新型设计的设备在经过长时间的运行试验表明，该设备的各显示值与试验台标准仪表完全相符，能长期稳定无故障运行。

表1试验项目及试验条件

为了验证本实用新型提出的电源模块在降低成本之后的各种性能，做了表1所述的各项试验。试验结束后对设备进行目测检查，其无锈蚀、裂纹等损伤，电气部件无明显位移或脱落，实验过程中功能指标测试复合标准相关规定。

为了验证本实用新型提出的低压智能同步开关确实做到了对电容器的过零点投切，做了涌流试验，试验过程中测量涌流值在1.2倍额定电流值左右，开关过程中没有火花，不起电弧，触点无明显损伤，达到了预期效果。

本实用新型未尽事宜为公知技术。

Claims (4)

1.一种低压智能同步开关，其特征为该开关的组成包括控制模块、电流检测模块、电压检测模块、输入模块、过零投切模块、通讯模块、电源模块和显示模块；其中，控制模块分别与其他七个模块连接，电源模块还分别与过零投切模块、通讯模块和显示模块相连；

所述的控制模块包括单片机；

所述的输入模块的组成包括键盘；

所述的过零投切模块的组成包括：集成芯片U2、集成芯片U1、磁保持继电器K0、4个电阻、电感L0、电容C0、整流桥D1和光电耦合器U3；其中，集成芯片U2与集成芯片U1串联，集成芯片U1的第10、12引脚分别接在磁保持继电器K0的控制线圈两端，电阻R1和电阻R2串联之后与磁保持继电器K0的开关触点并联连接，两个电阻的两端分别接在磁保持继电器K0触点的两端，电感L0从电阻R1和电阻R2的中间节点引出，电容C0与整流桥D1并联之后接在电感L0和输出端子E0之间，整流桥D1与限流电阻R3串联之后与光电耦合器U3的两个端子相联，电阻R4与光电耦合器的另外两个端子串联后接在电源VCC和地GND之间；

所述的电源模块为反击式开关电源；

所述的显示模块包括液晶显示器LCD和LED状态指示灯；

所述的集成芯片U1的型号为ULN2003，集成芯片U2的型号为74HC04。

2.如权利要求1所述的低压智能同步开关，其特征为所述的电流检测模块包括电流互感器、采样电阻、滤波电路和运算放大电路；其中，电流互感器的一次侧串接在低压380V电网电路中，二次侧与采样电阻并联；采样电阻和滤波电路串联，滤波电路后面连接着运算放大电路，运算放大电路与控制模块相连。

3.如权利要求1所述的低压智能同步开关，其特征为所述的电压检测模块包括分压电阻、第二采样电阻、第二滤波电路和第二运算放大电路；分压电阻一端与低压380V电网电路连接，然后另一端再顺次与第二采样电阻、第二滤波电路以及第二运算放大电路串联连接，第二运算放大电路与控制模块相连。

4.如权利要求1所述的低压智能同步开关，其特征为所述的通讯模块的组成包括两个结构相同且各自独立的子模块；每个子模块又包括三个光电耦合器、芯片MAX485、晶体管、电阻、电感和稳压二极管；其中，控制模块中的单片机的一个控制引脚经电阻R17后与光电耦合器U6的第2引脚相连，然后第3引脚经过电阻R18与芯片MAX485的2、3引脚相连；光电耦合器U4的第2引脚经过电阻R10后与芯片MAX485的第1引脚RO相连，控制模块1中的单片机的数据接收引脚RXD经过电阻R13、晶体管Q1之后与光电耦合器U4的第3引脚相连；控制模块1中的单片机的数据发送引脚TXD经过电阻R22与光电耦合器U5的第2引脚相连，光电耦合器U5的第3引脚经过晶体管Q2后与芯片MAX485的第4引脚DI相连；电阻R19、电阻R20、电阻R21串联在电源VCC和地GND之间，芯片MAX485的第6、第7引脚并联在电阻R20两端，双向稳压管D2经过电感之后并联在电阻R20两端。