CN205319792U - 双电源转换电路及双电源转换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双电源转换电路，用于主电源与备用电源之间的自动切换，并给负载供电，包括第一接触器、第二接触器和第三接触器；主电源依次经第三接触器、第一接触器的常开主触点与负载连接，备用电源经第二接触器的常开主触点与负载连接，用于通断主电源或备用电源与负载的连接；第一接触器、第二接触器和第三接触器的线圈及辅助触点构成控制回路，用于自动控制主电源或备用电源给负载供电。在上述双电源转换电路中的控制回路中包括两级接通电路，实现了主电源和备用电源之间的自动转换，且控制回路可以控制接触器动作顺序，通过错开动作时间将安全性能大大提高，即使动作频繁，仍然可以保证电路可靠工作。此外还提供一种双电源转换系统。

Description

双电源转换电路及双电源转换系统

技术领域

本实用新型涉及供电控制设备领域，特别是涉及双电源转换电路及双电源转换系统。

背景技术

随着对电的依赖越来越大，人们生活中各方面都不离开电，尤其是工厂、医院等不允许停电的场合，因此双电源甚至多电源供电成了许多场合的必要选择。目前工业上使用的电源切换方案主要是使用双电源自动转换开关。但采用这种现成双电源转换开关切换电源的方案一般只适用于工业环境，在某些特殊场合里双电源自动切换开关也存在不足之处，首先，双电源转换开关体积大，在对电源安装空间限制严格的环境下难以适用。此外，双电源转换开关价格高，在小规模电气控制里对成本要求较高时也不适合采用。

双电源自动切换功能在中小功率低压电气控制中也可采用接触器来实现，但该类实现方案普遍使用的具体办法是采用两个接触器构成主电源和备电源两路，彼此互锁以保证不同时接通，同时采用另一个继电器控制通电优先级。

在上述方案中，当主电源和备电源均处于无电状态时，假设在某一时刻主电源和备电源同时来电，但两者之间存在一定的时间差，这样可能会导致出现两个接触器同时动作的情况，这就导致了两路电源直接短接的情况出现。而两路电源短接是绝不允许出现的情况，因此传统接触器实现的双电源自动转换方案安全系数较低。

实用新型内容

基于此，有必要针对转换开关体积大、成本高，基于接触器的自动转换电路的安全系数低的问题，提供一种双电源转换电路及双电源转换系统。

一种双电源转换电路，用于主电源与备用电源之间的自动切换，并给负载供电，包括第一接触器、第二接触器和第三接触器；

所述主电源依次经所述第三接触器的常开主触点、第一接触器的常开主触点与负载连接，所述备用电源经所述第二接触器的常开主触点与负载连接构成主回路，所述主回路用于通断主电源或备用电源与负载的连接；

所述第一接触器、第二接触器和第三接触器的线圈及第一接触器、第二接触器和第三接触器的辅助触点构成控制回路，用于自动控制主电源或备用电源给负载供电。

在其中一个实施例中，所述控制回路包括第一控制回路、第二控制回路和第三控制回路；所述第三控制回路与所述第一控制回路并联后接在主电源两端；所述第二控制回路串接在所述备用电源两端。

在其中一个实施例中，所述第一控制回路包括第一接触器的线圈、第二接触器的常闭辅助触点和第三接触器的常开辅助触点；所述第一接触器的线圈、第二接触器的常闭辅助触点和第三接触器的常开辅助触点串联后，接在主电源两端；

所述第三控制回路包括第三接触器的线圈；所述第三接触器的线圈接在主电源两端。

在其中一个实施例中，所述第二控制回路包括第二接触器的线圈、第一接触器常闭辅助触点和第三接触器常闭辅助触点；所述第二接触器的线圈与第一接触器的常闭辅助触点和第三接触器的常闭辅助触点串联后接在备用电源两端。

在其中一个实施例中，所述双电源转换电路还包括第四接触器，所述第四接触器的主触点与所述第二接触器的主触点串联；所述第四接触器的线圈和第二接触器的常开辅助触点、第三接触器的常闭辅助触点串联后接在所述备用电源两端，所述第四接触器的常闭辅助触点串接在所述第一控制回路中。

在其中一个实施例中，所述第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器均为交流接触器。

在其中一个实施例中，所述双电源转换电路还包括浪涌吸收器，所述浪涌吸收器分别与所述第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器的线圈并联。

在其中一个实施例中，用延时继电器替换所述第三接触器可用延时继电器替换所述第三接触器。

此外，还提供一种双电源转换系统，包括主电源、备用电源、负载；上述双电源转换电路，所述主电源、备用电源均通过所述双电源转换电路与负载连接。

在其中一个实施例中，所述主电源、备用电源均为单相电源，或所述主电源、备用电源均为三相电源。

上述双电源转换电路及双电源转换系统中，包括第一接触器、第二接触器和第三接触器；第一接触器、第二接触器和第三接触器的线圈及第一接触器、第二接触器和第三接触器的辅助触点构成控制回路，在控制回路中包括两级接通电路，实现了主电源和备用电源之间的自动转换，同时控制回路可以控制接触器动作顺序，通过错开接触器的动作时间从而将安全性能大大提高，即使切换动作频繁，仍然可以保证电路可靠工作。

附图说明

图1为一实施例中双电源转换电路的电路原理图；

图2为一实施例中双电源转换电路的电路原理图；

图3为双电源转换系统的框架图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和专业术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示的为双电源转换电路的原理图，用于主电源110与备用电源120之间的自动切换，并给负载130供电，包括第一接触器KM1、第二接触器KM2和第三接触器KM3。主电源110依次经第三接触器的常开主触点KM3-1、第一接触器的常开主触点KM1-1与负载130连接，备用电源120经第二接触器的常开主触点KM2-1与负载130连接构成主回路210，主回路210用于通断主电源110或备用电源120与负载130的连接。第一接触器、第二接触器和第三接触器的线圈(KM1-A、KM2-A、KM3-A)及第一接触器、第二接触器和第三接触器的辅助触点(KM1-NC、KM2-NC、KM3-NC、KM1-NO、KM2-NO、KM3-NO)构成控制回路220，用于自动控制主电源110或备用电源120给负载130供电。

在本实施例中，接触器的常开主触点用KM-1表示，接触器的线圈用KM-A表示；接触器的常开辅助触点用KM-NO表示，接触器的常闭辅助触点用KM-NC表示。

控制回路220包括第一控制回路221、第二控制回路222和第三控制回路223，第三控制回路225与第一控制回路221并联后，接在主电110两端；第二控制回路223串接在备用电源120两端。

第一控制回路221包括第一接触器的线圈KM1-A、第二接触器的常闭辅助触点KM2-NC和第三接触器的常开辅助触点KM3-NO；第二接触器的常闭辅助触点KM2-NC、第三接触器的常开辅助触点KM3-NO依次与第一接触器的线圈KM1-A串联作为第一控制回路221接在主电源110两端。

第二控制回路223包括第二接触器的线圈KM2-A、第一接触器的常闭辅助触点KM1-NC和第三接触器的常闭辅助触点KM3-NC；第二接触器的线圈KM2-A与第一接触器的常闭辅助触点KM1-NC、第三接触器的常闭辅助触点KM3-NC串联后接在备用电源两端。

第三控制回路225包括第三接触器的线圈KM3-A；第三接触器的线圈KM3-A与第一控制回路221并联后接在主电源110两端。

一般接触器KM的常开主触头KM-1有三组，在本实施例中，双电源转换电路10应用于单相电路中，也可以理解为主电源110和备用电源120为单相电源，在单相电路中，接触器KM的常开主触头KM-1只需要用到其中的两组，另外一组空置。在具体的实施过程中，主电源110通路的第一接触器KM-1和第三接触器KM-3的两组主触头均连接主电源110的零线N1和火线L1，备用电源120通路的第二接触器KM-2的两组主触头接备用电源120的零线N2和火线L2。在其他实施例中，主电源110和备用电源120还可以为三相电源，接触器KM的常开主触头KM-1则与三相电源对应连接，接触器的辅助触头(KM-NC、KM-NO)和线圈KM-A组成的控制电路则连接在三相电源(主电源或备用电源)的其中一路相线和零线之间。

进一步地：

主电源110与备用电源120之间切换的优先级由第三接触器控制，按照双电源转换电路中的控制逻辑，当主电源110和备用电源120都有电时，因为第三接触器的线圈KM3-A是直接连接在主电源110两端，第三接触器KM3会无条件动作；而串接在第二接触器的线圈KM2-A线圈中的第三接触器的常闭触点KM3-NC断开。即不管备用电源120是否有电，均不能让第二接触器的线圈KM2-A接入，因此备电源不会接通。而当备用电源120有电，主电源110无电时，第三接触器的线圈KM3-A恢复不通电时的初始状态，第三接触器的常闭辅助触点KM3-NC保持闭合，第二接触器KM2的控制回路被接通，备用电源120接入负载130，以便供电。其中，在主电源110或备用电源120接入负载130时，第一接触器KM1和第二接触器KM2均有一个常闭辅助触点NC彼此互锁，保证一路接通时另一路不会接通。可以实现主电源110优先给负载130供电和主电源110无电时自动切换到备用电源120给负载130供电的的双电源自动切换作用。

此外，双电源转换电路还可以避免由于主电源和备用电源同时来电时可能出现的电源短接问题。原因如下：

第三接触器的常开主触点KM3-1串入主电源110中，与第一接触器KM1-1一起构成两极接通开关来控制主电源的接通顺序，同时也将的第三接触器的常开辅助触点KM3-NO串入第一接触器的线圈KM1-A回路中。这样就可避免当主电源和备用电源同时来电的瞬间，会导致第一接触器KM1和第二接触器KM2接触器同时动作的情况。倘若主电源110和备用电源120同时有电，而且第二接触器的线圈KM2-A和第三接触器的线圈KM3-A同时接通，虽然第三接触器的线圈KM3-A接通后，第二接触器的常闭辅助触点KM2-NC会断开，但是仍然有可能存在一瞬间使第二接触器KM2动作。由于第一接触器KM1和第三接触器KM3不可能同时动作，因此假设当第二接触器KM2和第三接触器KM3同时动作，因为第三接触器的常开辅助触点KM3-NO串接在了第一接触器的线圈KM1-A上，即第一接触器KM1不会和第二接触器KM2、第三接触器KM3同时动作，这样就能将接触器间的动作时间错开，也就避免了主电源110和备用电源120同时来电的瞬间出现两路电源短接的情况，保证了电源自动转换的安全性。

双电源转换电路还包括吸收器(图中未示)，吸收器分别与第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器中至少一个接触器的线圈并联。吸收器为浪涌吸收器，其中，浪涌吸收器包括能吸收浪涌电压的电路和元件包括RC组合、压敏电阻、雪崩二极管、稳压二极管或齐纳二极管。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

在本实施例中，包括四个吸收器，分别与第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器中的线圈并联。浪涌吸收器可以保护接触器的线圈，延长接触器的使用寿命，对于对电磁兼容性EMC(ElectroMagneticCompatibility)有要求的场合可以通过增加此浪涌吸收器来适应EMC要求。

浪涌吸收器的保护机制为将线圈通电或断电的一瞬间产生的电压尖峰(即浪涌电压)通过浪涌吸收电路释放，从而避免接触器线圈被损坏，此外也可保护接触器正常工作时避免受到电网上的电压波动带来的损害。

在其他实施例中，当负载为中小功率电子设备时，第一接触器、第二接触器和第三接触器均可以使用继电器来替代，但是继电器中的辅助触点的数量不可少于所替代的接触器的辅助触点的数量，从而实现开关逻辑控制功能以保证安全可靠的给负载供电并切换电源功能。

在其他实施例中，还可以用延时继电器来替换第三接触器，也就是说串联在第一接触器的线圈中的第三接触器的常开辅助触点可以用延时继电器的延时触点来替换。在本实施例中，第一接触器、第二接触器和第三接触器均采用交流接触器，测试中当负载为台式计算机时，主电源和备用电源切换时不会断电，其断电切换时间可满足大部分用电设备的用电需求。

如图2所示的为双电源转换电路原理图，其中，双电源转换电路还包括第四接触器KM4。第四接触器的主触点KM4-1与第二接触器的主触点KM2-1串联；第四接触器的线圈KM4-A与第二接触器的常开辅助触点KM2-NO、第三接触器的常闭辅助触点KM3-NC串联后，接在备用电源120两端，第四接触器的常闭辅助触点KM4-NC串接在第一控制回路221中，与第二接触器常闭辅助触点KM2-NC一起构成对第一接触器线圈KM1-A的电气互锁。

进一步地：

主电源110与负载130之间的接触器的接通顺序不变，还是按照第三接触器KM3-第一接触器KM1的顺序接通，备用电源120与负载130之间的接通顺序增加为两级接通，由第二接触器KM2、第四接触器KM4的顺序接通。将第四接触器的线圈KM4-A和第二接触器的常开辅助触点KM2-NO串接在一起，这样即可保证备用电源120接通时，第四接触器的线圈KM4-A需在第二接触器KM2接通之后才能接通。另外为了保证可靠互锁，将第三接触器的常闭辅助触点KM3-NC串接到第四接触器的线圈KM4-A上，保证主电源110接通时，备用电源120的两级开关被可靠互锁。

此外，第四接触器的线圈KM4-A作为备用电源120的接通控制开关，设有一个常闭辅助触点和第二接触器的常闭辅助触点一起串接在第一接触器的线圈KM1-A上，即第二接触器KM2、第三接触器KM3、第四接触器KM4的三个常闭辅助触点的作用均为互锁作用。该电路的安全性极高，除了第一接触器KM1、第二接触器KM2和第四接触器KM4同时故障(如触点粘连，注：在正常使用条件下，接触器的可靠性非常高)和四个接触器全部故障这两种故障情况之外，其他接触器故障的情况均可保证电路是安全的。

此外，还提供一种双电源转换系统，如图3所示，包括主电源110、备用电源120、负载130和双电源转换电路10，主电源110、备用电源120均通过双电源转换电路10与负载130连接。

主电源110、备用电源120均为单相电源，或主电源110、备用电源120均为三相电源。

负载130为电气或电子设备，在本实施例中，负载130为婴儿辐射保暖台。当主电源110和备用电源120均有电时，主电源110优先给婴儿辐射保温台供电；当主电源110断电时，备用电源120给婴儿辐射保暖台供电。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双电源转换电路，用于主电源与备用电源之间的自动切换，并给负载供电，其特征在于，包括第一接触器、第二接触器和第三接触器；

所述主电源依次经所述第三接触器的常开主触点、第一接触器的常开主触点与负载连接，所述备用电源经所述第二接触器的常开主触点与负载连接构成主回路，所述主回路用于通断主电源或备用电源与负载的连接；

所述第一接触器、第二接触器和第三接触器的线圈及第一接触器、第二接触器和第三接触器的辅助触点构成控制回路，用于自动控制主电源或备用电源给负载供电。

2.根据权利要求1所述的双电源转换电路，其特征在于，所述控制回路包括第一控制回路、第二控制回路和第三控制回路；所述第三控制回路与所述第一控制回路并联后接在主电源两端；所述第二控制回路串接在所述备用电源两端。

3.根据权利要求2所述的双电源转换电路，其特征在于，所述第一控制回路包括第一接触器的线圈、第二接触器的常闭辅助触点和第三接触器的常开辅助触点；所述第一接触器的线圈、第二接触器的常闭辅助触点和第三接触器的常开辅助触点串联后，接在主电源两端；

所述第三控制回路包括第三接触器的线圈；所述第三接触器的线圈接在主电源两端。

4.根据权利要求2所述的双电源转换电路，其特征在于，所述第二控制回路包括第二接触器的线圈、第一接触器常闭辅助触点和第三接触器常闭辅助触点；所述第二接触器的线圈与第一接触器的常闭辅助触点和第三接触器的常闭辅助触点串联后接在备用电源两端。

5.根据权利要求4所述的双电源转换电路，其特征在于，所述双电源转换电路还包括第四接触器，所述第四接触器的主触点与所述第二接触器的主触点串联；所述第四接触器的线圈和第二接触器的常开辅助触点、第三接触器的常闭辅助触点串联后接在所述备用电源两端，所述第四接触器的常闭辅助触点串接在所述第一控制回路中。

6.根据权利要求5所述的双电源转换电路，其特征在于，所述第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器均为交流接触器。

7.根据权利要求5所述的双电源转换电路，其特征在于，所述双电源转换电路还包括浪涌吸收器，所述浪涌吸收器分别与所述第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器的线圈并联。

8.根据权利要求1所述的双电源转换电路，其特征在于，用延时继电器替换所述第三接触器可用延时继电器替换所述第三接触器。

9.一种双电源转换系统，包括主电源、备用电源、负载；其特征在于，还包括如权利要求1～8中任意一项的双电源转换电路，所述主电源、备用电源均通过所述双电源转换电路与负载连接。

10.根据权利要求9所述的双电源转换系统，其特征在于，所述主电源、备用电源均为单相电源，或所述主电源、备用电源均为三相电源。