CN205081563U - 一种发电机智能切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种发电机智能切换装置，包括DC-DC降压模块、发电机熄火模块、发电机启动模块、发电机速度检测模块、市电频率检测模块和单片机控制模块，所述单片机控制模块包括单片机，DC-DC降压模块输入端与发电机上电瓶相连，输出端为整个智能切换装置供电，市电交流电压接入市电频率检测模块，发电机高压包信号接入发电机速度检测模块，形成稳定方波信号后输入到单片机控制模块测速引脚，启动电机控制线圈接入到发电机启动模块，发电机高压包信号接入发电机熄火模块，当单片机检测到有市电信号时，通过发电机熄火模块控制发电机关机，当检测到无市电信号时，通过发电机启动模块控制发电机启动。

Description

一种发电机智能切换装置

技术领域

本实用新型涉及一种智能切换装置，特别是涉及一种发电机输出和市电输出的智能转换装置。

背景技术

随着发电机在工农生产、国防、科技和日常生活中的应用越来越广泛，对发电机的性能及环保要求也越来越高。日常生活中，当市电发生故障停电时，需要人工启动发电机，以便用电设备正常工作；当市电正常时,又要人工关闭发电机，用电设备重新接入市电，以便节约能源。传统发电机供电存在安全隐患，又需要人为监控，为客户使用带来很大的不便。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，一种发电机智能切换装置，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种发电机智能切换装置，实现发电机供电和市电供电的自动切换，进而节省能源。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种发电机智能切换装置，包括DC-DC降压模块、发电机熄火模块、发电机启动模块、发电机速度检测模块、市电频率检测模块和单片机控制模块，其中，所述单片机控制模块包括单片机，以及与单片机相连的驱动芯片，所述DC-DC降压模块输入端与发电机上电瓶相连，输出端为整个智能切换装置供电，作为单片机控制模块的主电源，市电交流电压接入市电频率检测模块，形成稳定方波信号后输入到单片机控制模块测速引脚，发电机高压包信号接入发电机速度检测模块，形成稳定的方波信号后接入单片机测速引脚，发电机启动线圈接入到发电机启动模块，通过单片机控制启动发电机，发电机高压包信号接入发电机熄火模块，通过单片机控制发电机熄火，当单片机检测到有市电信号时，单片机通过发电机熄火模块控制发电机关机，当单片机检测到无市电信号时，单片机通过发电机启动模块控制发电机启动。

进一步，上述DC-DC降压模块包括蓄电池、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和稳压芯片，其中，所述蓄电池负极接地，正极接第一二极管阳极，第一电容并联在第一二极管阴极和蓄电池负极间，第一二极管与第一电容公共端节接稳压芯片引脚输入端，稳压芯片的基准引脚接第一电阻和第二电阻的公共端，稳压芯片的输出引脚接第二二极管的阴极和第一电感的公共端，第一电感和第二电阻的公共端分别与第二电容、第三电容相连，第二二极管阳极接地，且分别与第一电阻、第二电容、第三电容相连。第一二极管和第一电容形成半桥滤波为稳压芯片提供滤波电压，第二二极管和第一电感、第二电容、第三电容滤波形成稳定的主电源，为单片机供电。

进一步，上述市电频率检测模块包括第三电阻、第三二极管、第一光耦和第四电阻，市电交流电源一端和第三电阻相连，另一端分别和第三二极管阳极、第一光耦相连，第四电阻一端与第一光耦相连，另一端与DC-DC降压模块的主电源相连，第四电阻与第一光耦的公共端与单片机的测频引脚相连，市电交流电源的频率信号通过第三电阻、第三二极管、第一光耦合、第四电阻形成方波信号，输入到单片机，用于检测市电的频率。

进一步，上述发电机测速电路包括第四电容、第五电容、第六电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第一稳压管。第五电阻和第四电容的公共端与发电机高压包信号相连，第五电容一端与第五电阻相连，另一端接地，第六电阻一端与第六电容相连，另一端分别与第七电阻和第一稳压管阴极相连，第一稳压管阳极分别与第五电阻和第五电容相连，第一稳压管阴极、第七电阻和第八电阻的公共端与驱动芯片输入引脚相连，第七电阻的另一端与DC-DC降压模块的主电源相连。发电机高压包的信号通过第五电阻和第四电容滤除尖峰脉冲后，再通过第一稳压二极管和第七电阻，去除正脉冲信号，留下稳定地负脉冲点火信号并通过驱动芯片的反向后，向单片机输入可靠稳定的速度信号。

进一步，上述发电机熄火电路包括第一可控硅、第二可控硅、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第七电容、第八电容，第一可控硅阴极、第七电容、第三二极管和第九电阻的公共端与发电机高压包信号相连，第一可控硅控制极与第七电容和第十一电阻的公共端相连，第十一电阻和第三二极管的公共端与第八电容一端相连，第八电容另一端与第九电阻和第二可控硅阳极的公共端相连，第二可控控制极与第十电阻一端相连，第十电阻另一端与单片机控制引脚相连，第一可控硅阳极和第二可控硅阴极接地。当单片机控制引脚给第十电阻高电平时，第二可控硅导通，第八电容充电通过第十一电阻给第一可控硅控制极供电，使第一可控硅阳极地线和阴极高压包线导通，发电机熄火。

进一步，上述发电机启动模块包括第一继电器，第一继电器一端与驱动芯片输出端相连，另一端与启动线圈相连，单片机通过驱动芯片控制第一继电器启动发电机。

进一步，上述单片机控制模块还包括第八电阻、第九电容、第十电容和第一晶振，所述第一晶振与单片机相连，第九电容、第十电容分别连接在第一晶振的两端，为单片机提供时钟频率，单片机输出控制引脚与驱动芯片输出引脚和第八电阻的公共端相连，用来控制外部电路，第八电阻另一端接主电源。

上述发电机智能切换装置的工作原理：发电机上电瓶电源通过DC-DC降压模块滤波、稳压、降压后形成稳定的5V电压，为整个智能转换装置提供主电源，市电交流电压接入市电频率检测模块，通过二极管和电阻驱动及保护光耦合，形成隔离的稳定方波信号接入单片机测速引脚，用于判断市电频率，发电机高压包信号接入发电机速度检测模块，通过滤波电阻和滤波电容滤除尖峰脉冲后，再通过稳压二极管和上拉电阻，去除正脉冲信号，留下稳定地负脉冲点火信号并通过驱动芯片的反向后，形成稳定的方波信号接入单片机测速引脚。发电机启动电机控制线圈接入到发电机启动模块，通过单片机引脚控制启动发电机。发电机高压包信号接入发电机熄火模块，通过单片机引脚输出高电平，控制第二可控硅导通，第八电容充电，放电给第一可控硅控制极供电，使第一可控硅导通，高压包持续接地，达到发电机熄火功能。当单片机通过市电测频模块检测到无市电信号时，单片机通过发电机启动模块控制继电器启动发电机，满足日常供电情况，在有市电信号时，单片机通过发电机熄火模块控制发电机关机。通过本实用新型所述的发电机智能切换装置，可以根据检测信号自动进行发电机供电/市电供电切换，进而可以大幅度节省资源，而且整个智能切换装置结构新颖，性能安全可靠，成本低。

附图说明

图1为本实施例发电机智能切换装置原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种发电机智能切换装置，包括DC-DC降压模块1、市电频率检测模块2、发电机速度检测模块3、发电机熄火模块4、发电机启动模块5、单片机控制模块6等，所述单片机控制模块6包括单片机U3，以及与单片机U3相连的驱动芯片U2，DC-DC降压模块1为单片机控制模块6等供电，市电频率检测模块2和单片机控制模块6相连用来检测是否有市电信号，有市电信号时，单片机控制模块6和发电机熄火模块4相连用来控制发电机熄火，无市电信号时，单片机控制模块6和发电机启动模块5相连用来控制启动发电机。

在本实施例中，上述DC-DC降压模块1包括蓄电池F1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电感L1、和稳压芯片U1。其中，蓄电池F1负极接地，正极接第一二极管D1阳极，第一二极管D1的阴极分别与第一电容C1和稳压芯片U1的引脚输入端相连，第一电容C1另一端接地。稳压芯片U1的基准引脚接第一电阻R1和第二电阻R2的公共端，稳压芯片U1的输出引脚接第二二极管D2的阴极和第一电感L1的公共端，第一电感L1和第二电阻R2的公共端分别与第二电容C2、第三电容C3相连，第二二极管D2阳极、第一电阻R1的另一端、第二电容C2另一端、第三电容C3另一端均接地。第一二极管D1和第一电容C1形成半桥滤波给稳压芯片U1接入稳定电压，第二二极管D2和第一电感L1、第二电容C2、第三电容C3构成LC滤波电路形成稳定的主电源。

在本实施例中，上述市电频率检测模块2包括第三电阻R3、第三二极管D3、第一光耦合O1和第四电阻R4。其中市电交流电压F2一端和第三电阻R3一端相连，另一端连接第三二极管D3阳极和第一光耦合O1的公共端接，第三电阻R3和第三二极管D3的公共端接第一光耦合O1的一端，第一光耦合O1的输出一端接地，第一光耦合O1和第四电阻R4的公共端接单片机U3测频引脚，第四电阻R4的另一端接DC-DC降压模块1主电源。市电交流电压F2通过第三电阻R3、第三二极管D2、第一光耦合O1、第四电阻R4形成方波信号，输入到单片机U3测频引脚，检测市电的频率。

在本实施例中，上述发电机测速3电路包括第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第一稳压管DA1。高压包信号F3一端和第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6的一端均接地，高压包信号F3另一端和第四电容C4、第五电阻R5的公共端相连，第五电阻R5和第五电容C5公共端和第一稳压管DZ1阳极相连，第一稳压管DZ1阴极和第七电阻R7、第八电阻R8的公共端相连，并接入驱动芯片U2输入引脚，第六电阻R6另一端与第六电容C6另一端相连。发电机高压包信号F3通过第五电阻R5和第四电容C4滤除尖峰脉冲后，再通过第一稳压管DZ1和第七上拉电阻R7，去除正脉冲信号，留下稳定地负脉冲点火信号并通过驱动芯片U2的反向后，向单片机U3输入可靠稳定的速度信号。

在本实施例中，上述发电机熄火电路包括第一可控硅Q1、第二可控硅Q2、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第七电容C7、第八电容C8。第一可控硅Q1阴极分别与第七电容C7一端、第三二极管一端和第九电阻相连，第一可控硅Q1控制极与第七电容C7和第十一电阻R11的公共端相连，第十一电阻R11和第三二极管D3的公共端与第八电容C8一端相连，第八电容C8另一端分别与第九电阻R9和第二可控硅Q2阳极相连，第二可控Q2控制极与第十电阻R10一端相连，第十电阻R10另一端与单片机U2控制引脚相连，第一可控硅Q1阳极和第二可控硅Q2阴极接地。当单片机控制U2引脚给第十电阻R10高电平时，第二可控硅Q2导通，第八电容C8充电通过第十一R11电阻给第一可控硅Q1控制极供电，使第一可控硅Q1阳极地线和阴极高压包线导通，使发电机熄火。

在本实施例中，上述发电机启动模块包括第一继电器J1，第一继电器J1一端与第二集成电路U2输出端相连，另一端与发电机启动线圈F4相连，单片机U3通过驱动芯片U2控制第一继电器J1启动发电机。

在本实施例中，上述单片机控制模块还包括第八电阻R8、第九电容C9、第十电容C10和第一晶振XC1，所述第九电容C9、第十电容C10和第一晶振XC1组成晶振单元为单片机U3提供时钟频率，驱动芯片U2输出引脚和第八电阻R8公共端接入单片机U3引脚，用于控制外部电路，第八电阻R8另一端接单片机主电源。

上述发电机智能切换装置的工作原理：发电机上电瓶F1电源通过DC-DC降压模块1形成稳定的5V电压作为单片机U3等的主电源，市电交流电压F2接入市电频率检测模块2，通过二极管和电阻驱动及保护光耦合，形成隔离的稳定方波信号接入单片机测速引脚，用于判断市电频率，发电机高压包信号F3接入发电机速度检测模块3，通过滤波电阻和滤波电容滤除尖峰脉冲后，再通过稳压二极管和上拉电阻，去除正脉冲信号，留下稳定地负脉冲点火信号并通过驱动芯片U2的反向后，形成稳定的方波信号接入单片机测速引脚。启动电机控制线圈F4接入到发电机启动模块5，通过单片机引脚控制启动发电机。发电机高压包信号F3接入发电机熄火模块4，通过单片机引脚输出高电平，控制第二可控硅Q2导通，当发电机高压包信号F3正脉冲时，电解电容C8充电，当发电机高压包信号F3负脉冲时，电解电容C8放电，并使第一可控硅Q1导通，高压包信号持续接地，达到发电机熄火功能。当单片机U3通过市电测频模块2检测到无市电信号时，单片机U3通过发电机启动模块5控制继电器J1启动发电机，满足日常供电情况，在有市电信号时，单片机U3通过发电机熄火模块4控制发电机关机。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (7)

1.一种发电机智能切换装置，其特征在于：包括DC-DC降压模块、发电机熄火模块、发电机启动模块、发电机速度检测模块、市电频率检测模块和单片机控制模块，其中，所述单片机控制模块包括单片机，以及与单片机相连的驱动芯片，所述DC-DC降压模块输入端与发电机上电瓶相连，输出端为整个智能切换装置供电，作为单片机控制模块的主电源，市电交流电压接入市电频率检测模块，形成稳定方波信号后输入到单片机控制模块测速引脚，发电机高压包信号接入发电机速度检测模块，形成稳定的方波信号后接入单片机测速引脚，发电机启动线圈接入到发电机启动模块，通过单片机控制启动发电机，发电机高压包信号接入发电机熄火模块，通过单片机控制发电机熄火，当单片机检测到有市电信号时，单片机通过发电机熄火模块控制发电机关机，当单片机检测到无市电信号时，单片机通过发电机启动模块控制发电机启动。

2.如权利要求1所述的一种发电机智能切换装置，其特征在于：所述DC-DC降压模块包括蓄电池、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和稳压芯片，其中，所述蓄电池负极接地，正极接第一二极管阳极，第一电容并联在第一二极管阴极和蓄电池负极间，第一二极管与第一电容公共端接稳压芯片引脚输入端，稳压芯片的基准引脚接第一电阻和第二电阻的公共端，稳压芯片的输出引脚接第二二极管的阴极和第一电感的公共端，第一电感和第二电阻的公共端分别与第二电容、第三电容相连，第二二极管阳极接地，且分别与第一电阻、第二电容、第三电容相连；第一二极管和第一电容形成半桥滤波为稳压芯片提供滤波电压，第二二极管和第一电感、第二电容、第三电容滤波形成稳定的主电源，为单片机供电。

3.如权利要求1所述的一种发电机智能切换装置，其特征在于：所述市电频率检测模块包括第三电阻、第三二极管、第一光耦和第四电阻，市电交流电源一端和第三电阻相连，另一端分别和第三二极管阳极、第一光耦相连，第四电阻一端与第一光耦相连，另一端与DC-DC降压模块的主电源相连，第四电阻与第一光耦的公共端与单片机的测频引脚相连，市电交流电源的频率信号通过第三电阻、第三二极管、第一光耦合、第四电阻形成方波信号，输入到单片机，用于检测市电的频率。

4.如权利要求1所述的一种发电机智能切换装置，其特征在于：所述发电机测速电路包括第四电容、第五电容、第六电容、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第一稳压管，第五电阻和第四电容的公共端与发电机高压包信号相连，第五电容一端与第五电阻相连，另一端接地，第六电阻一端与第六电容相连，另一端分别与第七电阻和第一稳压管阴极相连，第一稳压管阳极分别与第五电阻和第五电容相连，第一稳压管阴极、第七电阻和第八电阻的公共端与驱动芯片输入引脚相连，第七电阻的另一端与DC-DC降压模块的主电源相连，发电机高压包的信号通过第五电阻和第四电容滤除尖峰脉冲后，再通过第一稳压二极管和第七电阻，去除正脉冲信号，留下稳定地负脉冲点火信号并通过驱动芯片的反向后，向单片机输入可靠稳定的速度信号。

5.如权利要求1所述的一种发电机智能切换装置，其特征在于：所述发电机熄火电路包括第一可控硅、第二可控硅、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第七电容、第八电容，第一可控硅阴极、第七电容、第三二极管和第九电阻的公共端与发电机高压包信号相连，第一可控硅控制极与第七电容和第十一电阻的公共端相连，第十一电阻和第三二极管的公共端与第八电容一端相连，第八电容另一端与第九电阻和第二可控硅阳极的公共端相连，第二可控硅控制极与第十电阻一端相连，第十电阻另一端与单片机控制引脚相连，第一可控硅阳极和第二可控硅阴极接地，当单片机控制引脚给第十电阻高电平时，第二可控硅导通，第八电容充电通过第十一电阻给第一可控硅控制极供电，使第一可控硅阳极地线和阴极高压包线导通，发电机熄火。

6.如权利要求1所述的一种发电机智能切换装置，其特征在于：所述发电机启动模块包括第一继电器，第一继电器一端与驱动芯片输出端相连，另一端与启动线圈相连，单片机通过驱动芯片控制第一继电器启动发电机。

7.如权利要求1所述的一种发电机智能切换装置，其特征在于：所述单片机控制模块还包括第八电阻、第九电容、第十电容和第一晶振，所述第一晶振与单片机相连，第九电容、第十电容分别连接在第一晶振的两端，为单片机提供时钟频率，单片机输出控制引脚与驱动芯片输出引脚和第八电阻的公共端相连，用来控制外部电路，第八电阻另一端接主电源。