CN211790945U - 新型低压直流备用电源切换模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力系统技术领域，公开了一种新型低压直流备用电源切换模块，包括电源检测电路板和继电器电路板，所述电源检测电路板由电源过载检测电路、电源欠压检测电路、故障报警电路、故障指示电路和逻辑控制电路组成，所述电源过载检测电路和电源欠压检测电路均与所述故障报警电路连接，所述继电器电路板由继电器控制电路组成，所述逻辑控制电路与所述继电器控制电路连接。本实用新型先对主电源过载和欠电压状态进行判断，在主电源过载状态时不进行备用电源切换，以免造成对用电设备的二次过载，在欠电压状态时自动切换备用电源继续供电，安全系数高，有效保障用户无论是工作或是生活上的低压电源供应。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统技术领域，具体涉及新型低压直流备用电源切换模块。
背景技术
随着现代电力技术的不断发展，复杂程度也越来越高，为了确保电力系统的稳定性，电气设备中的重要的电气装置均设有双电源供电，且需要各种全自动装置。目前，市场上的电源切换电路曾出现过主用电源和备用电源的相互错乱，也出现电路发生过载时，主电源被切断而备用电源闭合，这样可能造成用电设备的二次过载，不仅降低运行的自身的安全与稳定性，还会造成极大的安全隐患。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供新型低压直流备用电源切换模块，该新型低压直流备用电源切换模块用于主电源发生故障时切换到备用电源，使得用电设备能够继续工作，并且具备欠压、过载保护、故障报警等相关功能保障安全性。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
新型低压直流备用电源切换模块，包括电源检测电路板和继电器电路板，所述电源检测电路板由电源过载检测电路、电源欠压检测电路、故障报警电路、故障指示电路和逻辑控制电路组成，所述电源过载检测电路和电源欠压检测电路均与所述故障报警电路连接，所述故障报警电路用于在电源发生过载或欠压时进行报警，所述电源过载检测电路、所述电源欠压检测电路与所述逻辑控制电路连接，所述继电器电路板由继电器控制电路组成，所述逻辑控制电路与所述继电器控制电路连接，所述逻辑控制电路用于控制所述继电器控制电路中电源继电器的切换。
所述逻辑控制电路包括第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路，所述继电器控制电路包括主电源继电器电路和备用电源继电器电路，所述第一逻辑控制电路与所述主电源继电器电路连接，所述第一逻辑控制电路用于控制主电源继电器电路的通断，所述第二逻辑电路与所述备用电源继电器电路连接，所述第二逻辑控制电路用于控制备用继电器的通断。
进一步的，所述电源过载检测电路包括比较器U3A和比较器U3B，所述比较器U3A的同向输入端分别经电阻R27接地、经电阻R10接5V电源，所述比较器U3A的反向输入端并联连接有电阻R20、电容C7和电阻R28接地，所述电阻R20和电容C7经电阻R15与所述比较器U3B的反向输入端连接，所述电阻R15经电容C14接地，所述比较器U3B的同向输入端经过电阻R30接地、经电阻R25连接到比较器U3B的输出端，所述电阻R25经电容C15接地。
进一步的，所述电源欠压检测电路包括比较器U3D和比较器U3C，所述比较器U3D的反向输入端经电阻R44接地，所述比较器U3D的反向输入端还连接有电容C8和电阻R35，所述比较器U3D的同向输入端经电阻R36连接有VCC电源、经电阻R45接地、经电阻R43与所述比较器U3D的输出端连接，所述电阻R43连接到所述比较器U3C的同向输入端，所述比较器U3C的反向输入端经过电容C18接地。
进一步的，所述主电源继电器电路包括常闭继电器K1，所述常闭继电器K1的一端连接主电源UI-Z，另一端连接第一逻辑控制电路，所述备用电源继电器包括常开继电器K2，所述常开继电器K2一端连接备用电源UI-B，另一端连接第二逻辑控制电路。
进一步的，所述第一逻辑控制电路包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极通过电阻R17和二极管D3与所述比较器U3B的输出端连接，所述三极管Q3的发射极经电阻R24与三极管Q3的基极连接并接地，所述三极管Q3的集电极与所述常闭继电器K1连接。
进一步的，所述第二逻辑控制电路包括三极管Q5和三极管Q7，所述三极管Q7的基极经电阻R22与二极管D3连接、经电阻R41接地，所述三极管Q7的集电极与所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的基极经过电阻R37接地，所述三极管Q7的集电极经过电阻R32、二极管D5、电阻R14与所述故障报警电路连接，所述三极管Q5的发射极接地，所述三极管Q5的集电极与所述常开继电器K2相连。
进一步的，所述故障报警电路包括一蜂鸣器B1、三极管Q1和按键S1，所述蜂鸣器B1与所述三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的基极依次经过二极管D6、二极管D9、二极管Q2、电阻R6与所述按键S1，所述电阻R6还连接有电阻R7、电容C6并接地。
进一步的，所述故障指示电路包括指示灯LED1、指示灯LED2和指示灯LED3，所述指示灯指示灯LED1、指示灯LED2与所述比较器U3B的输出端连接，所述指示灯LED1、指示灯LED2用于主电源过载指示，所述指示灯LED3经过电阻R3与所述三极管Q5的集电极连接，所述指示灯LED3用于主电源欠压指示。
进一步的，所述新型低压直流备用电源切换模块还包括一电源电路，所述电源电路与所述主电源UI-Z和备用电源UI-B连接，所述电源电路用于提供VCC和5V电源来给电路供电。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的装置设有电源过载检测电路和电源欠压检测电路，电源过载检测电路检测到主电源过载时会断开正在使用中主电源继电器，此时并不会闭合备用电源继电器，因为如果是用电设备的问题就有可能造成二次过载，故障报警电路会因电源过载而激活，通知用户时检查电源和用电设备。电源欠压检测电路检测到主电源欠压时会断开主电源继电器，闭合备用电源继电器，故障报警会因主电源欠压而激活，通知用户及时检查电源。同时，用户可以根据指示灯来判断电源为过载还是欠压故障从而及时进行处理，这样不仅能够保证用电设备的安全，降低安全风险，还提高系统稳定性，有效保障用户无论是工作或是生活上的低压电源供应。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为电源检测电路板的电路图；
图3为电源过载检测电路的电路图；
图4为电源欠压检测电路的电路图；
图5为故障报警电路的电路图；
图6为逻辑控制电路的电路图；
图7为电源电路的电路图；
图8为继电器电路板的电路图。
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做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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学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，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/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。
请同时参见图1至图8，本实用新型一较佳实施方式提供新型低压直流备用电源切换模块，包括电源检测电路板和继电器电路板，所述电源检测电路板由电源过载检测电路、电源欠压检测电路、故障报警电路、故障指示电路和逻辑控制电路组成，所述电源过载检测电路和电源欠压检测电路均与所述故障报警电路连接，所述故障报警电路用于在电源发生过载或欠压时进行报警，所述电源过载检测电路、所述电源欠压检测电路与所述逻辑控制电路连接，所述继电器电路板由继电器控制电路组成，所述逻辑控制电路与所述继电器控制电路连接，所述逻辑控制电路用于控制所述继电器控制电路中电源继电器的切换。
所述逻辑控制电路包括第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路，所述继电器控制电路包括主电源继电器电路和备用电源继电器电路，所述第一逻辑控制电路与所述主电源继电器电路连接，所述第一逻辑控制电路用于控制主电源继电器电路的通断，所述第二逻辑电路与所述备用电源继电器电路连接，所述第二逻辑控制电路用于控制备用继电器的通断。
进一步的，如图7所示，还包括一电源电路，所述电源电路包括一芯片U1，芯片U1的VIN端口经过二极管D1连接主电源UI-Z，经过二极管D2连接备用电源UI-B，芯片U1的EN端口通过电阻R46与芯片U1的VIN端口连接，并经过电容C3和电容C5得到一VCC电源，芯片U1的BST端口经过电容C1连接到芯片U1的LX端口，芯片U1的LX端口经二极管D4接地，经电感L1连接有电阻R1、电阻R2和电容C2接地，最后经电感电容C4得到5V电源，得到的VCC和5V电源来给电路各个部分提供所需电源。
具体的，如图3所示，所述电源过载检测电路包括比较器U3A和比较器U3B，所述比较器U3A的同向输入端分别经电阻R27接地、经电阻R10接5V电源，所述比较器U3A的反向输入端并联连接有电阻R20、电容C7和电阻R28接地，所述电阻R20和电容C7经电阻R15与所述比较器U3B的反向输入端连接，所述电阻R15经电容C14接地，所述比较器U3B的同向输入端经过电阻R30接地、经电阻R25连接到比较器U3B的输出端，所述电阻R25经电容C15接地。主电源电流GND1、GND2接入后，通过电源过载检测电路对电流进行采样，并通过比较器U3A和比较器U3B与基准电流进行比较，从而判断主电源是否过载。
如图4所示，所述电源欠压检测电路包括比较器U3D和比较器U3C，所述比较器U3D的反向输入端经电阻R44接地，所述比较器U3D的反向输入端还连接有电容C8和电阻R35，所述比较器U3D的同向输入端经电阻R36连接有VCC电源、经电阻R45接地、经电阻R43与所述比较器U3D的输出端连接，所述电阻R43连接到所述比较器U3C的同向输入端，所述比较器U3C的反向输入端经过电容C18接地。主电源UI-Z接入后，通过电源欠压检测电路对主电源电压进行采用，并通过比较器U3D和比较器U3C与基准电源进行比较，从而判断主电源是否欠压。
如图6、8所示，所述主电源继电器电路包括常闭继电器K1，所述常闭继电器K1的一端连接主电源UI-Z，另一端连接第一逻辑控制电路，所述第一逻辑控制电路包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极通过电阻R17和二极管D3与所述比较器U3B的输出端连接，所述三极管Q3的发射极经电阻R24与三极管Q3的基极连接并接地，所述三极管Q3的集电极与所述常闭继电器K1连接。正常状态下，常闭继电器K1得电，采用主电源为设备供电，一旦电源过载检测电路检测到主电源过压或电源欠压检测电路检测到电源欠压信号，三极管Q3输出K-Z信号控制常闭继电器K1断开，从而切断主电源。
所述备用电源继电器包括常开继电器K2，所述常开继电器K2一端连接备用电源UI-B，另一端连接第二逻辑控制电路，所述第二逻辑控制电路包括三极管Q5和三极管Q7，所述三极管Q7的基极经电阻R22与二极管D3连接、经电阻R41接地，所述三极管Q7的集电极与所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的基极经过电阻R37接地，所述三极管Q7的集电极经过电阻R32、二极管D5、电阻R14与所述故障报警电路连接，所述三极管Q5的发射极接地，所述三极管Q5的集电极与所述常开继电器K2相连。具体的，在主电源发生欠压时，电源欠压检测电路检测到电源欠压信号，经过三极管Q5和三极管Q7的驱动放大，输出一K-B信号控制常开继电器K2闭合，从而备用电源开始供电。
如图2、5所示，所述故障报警电路包括一蜂鸣器B1、三极管Q1和按键S1，所述蜂鸣器B1与所述三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的基极依次经过二极管D6、二极管D9、二极管Q2、电阻R6与所述按键S1，所述电阻R6还连接有电阻R7、电容C6并接地，二极管D9经过电阻R14、二极管D5与比较器U3C的输入端连接，二极管D9经过电阻R14、二极管D3与比较器U3B的输出端连接。具体的，电源过载检测电路检测到主电源过压或电源欠压检测电路检测到电源欠压时，会激发三极管控制蜂鸣器B1发出报警信号以提醒工作人员进行检测，按键S1用于关闭蜂鸣器B1。
所述故障指示电路包括指示灯LED1、指示灯LED2和指示灯LED3，所述指示灯指示灯LED1、指示灯LED2与所述比较器U3B的输出端连接，指示灯LED1为绿灯，指示灯LED2为红灯，所述指示灯LED1绿灯常亮表示电路正常，指示灯LED2亮时表示主电源发生过载，所述指示灯LED3经过电阻R3与所述三极管Q5的集电极连接，所述指示灯LED3由绿变黄时表示用于主电源发生欠压。
工作原理：主电源UI-Z接入后，经过电源过载检测电路对电流进行采样对比，确认主电源是否过载，如果主电源过载，此时通过第一逻辑控制电路输出K-Z信号控制常闭继电器K1断开，从而切断主电源，并激活蜂鸣器B1报警，指示灯LEDI绿灯灭，指示灯LED2红灯亮。此时并不会闭合备用电源继电器，由于如果是用电设备的问题就有可能造成二次过载，通过蜂鸣器B1报警通知用户时检查电源和用电设备。
主电源UI-Z接入后，经过电源欠压检测电路对电压进行检测，确认主电源是否欠压，如果主电源欠压，此时通过第一逻辑控制电路去控制常闭继电器K1断开，切断主电源，通过第二逻辑控制电路输出的K-B信号控制常开继电器K2闭合，从而使用备用电源为设备供电，并激活蜂鸣器B1报警，指示灯LED3由绿变黄。
在本新型低压直流备用电源切换模块用于主电源发生故障时切换到备用电源，使得用电设备能够继续工作，在主电源发生故障时，用户可以通过低压备用电源转换器的指示灯来判断电源为过载还是欠压故障从而及时进行处理。
上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。
Claims (10)
1.新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，包括电源检测电路板和继电器电路板，所述电源检测电路板由电源过载检测电路、电源欠压检测电路、故障报警电路、故障指示电路和逻辑控制电路组成，所述电源过载检测电路和电源欠压检测电路均与所述故障报警电路连接，所述故障报警电路用于在电源发生过载或欠压时进行报警，所述电源过载检测电路、所述电源欠压检测电路与所述逻辑控制电路连接，所述继电器电路板由继电器控制电路组成，所述逻辑控制电路与所述继电器控制电路连接，所述逻辑控制电路用于控制所述继电器控制电路中电源继电器的切换。
2.根据权利要求1所述的新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，所述逻辑控制电路包括第一逻辑控制电路和第二逻辑控制电路，所述继电器控制电路包括主电源继电器电路和备用电源继电器电路，所述第一逻辑控制电路与所述主电源继电器电路连接，所述第一逻辑控制电路用于控制主电源继电器电路的通断，所述第二逻辑控制电路与所述备用电源继电器电路连接，所述第二逻辑控制电路用于控制备用继电器的通断。
3.根据权利要求2所述的新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，所述电源过载检测电路包括比较器U3A和比较器U3B，所述比较器U3A的同向输入端分别经电阻R27接地、经电阻R10接5V电源，所述比较器U3A的反向输入端并联连接有电阻R20、电容C7和电阻R28接地，所述电阻R20和电容C7经电阻R15与所述比较器U3B的反向输入端连接，所述电阻R15经电容C14接地，所述比较器U3B的同向输入端经过电阻R30接地、经电阻R25连接到比较器U3B的输出端，所述电阻R25经电容C15接地。
4.根据权利要求3所述的新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，所述电源欠压检测电路包括比较器U3D和比较器U3C，所述比较器U3D的反向输入端经电阻R44接地，所述比较器U3D的反向输入端还连接有电容C8和电阻R35，所述比较器U3D的同向输入端经电阻R36连接有VCC电源、经电阻R45接地、经电阻R43与所述比较器U3D的输出端连接，所述电阻R43连接到所述比较器U3C的同向输入端，所述比较器U3C的反向输入端经过电容C18接地。
5.根据权利要求4所述的新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，所述主电源继电器电路包括常闭继电器K1，所述常闭继电器K1的一端连接主电源UI-Z，另一端连接第一逻辑控制电路，所述备用电源继电器包括常开继电器K2，所述常开继电器K2一端连接备用电源UI-B，另一端连接第二逻辑控制电路。
6.根据权利要求5所述的新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，所述第一逻辑控制电路包括三极管Q3，所述三极管Q3的基极通过电阻R17和二极管D3与所述比较器U3B的输出端连接，所述三极管Q3的发射极经电阻R24与三极管Q3的基极连接并接地，所述三极管Q3的集电极与所述常闭继电器K1连接。
7.根据权利要求6所述的新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，所述第二逻辑控制电路包括三极管Q5和三极管Q7，所述三极管Q7的基极经电阻R22与二极管D3连接、经电阻R41接地，所述三极管Q7的集电极与所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的基极经过电阻R37接地，所述三极管Q7的集电极经过电阻R32、二极管D5、电阻R14与所述故障报警电路连接，所述三极管Q5的发射极接地，所述三极管Q5的集电极与所述常开继电器K2相连。
8.根据权利要求6所述的新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，所述故障报警电路包括一蜂鸣器B1、三极管Q1和按键S1，所述蜂鸣器B1与所述三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的基极依次经过二极管D6、二极管D9、二极管Q2、电阻R6与所述按键S1，所述电阻R6还连接有电阻R7、电容C6并接地。
9.根据权利要求7所述的新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，所述故障指示电路包括指示灯LED1、指示灯LED2和指示灯LED3，所述指示灯LED1、指示灯LED2与所述比较器U3B的输出端连接，所述指示灯LED1、指示灯LED2用于主电源过载指示，所述指示灯LED3经过电阻R3与所述三极管Q5的集电极连接，所述指示灯LED3用于主电源欠压指示。
10.根据权利要求9所述的新型低压直流备用电源切换模块，其特征在于，还包括一电源电路，所述电源电路与所述主电源UI-Z和备用电源UI-B连接，所述电源电路用于提供VCC和5V电源来给电路供电。
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Effective date of registration: 20220119 Address after: 325000 room 701, Xingang building, No. 2079, Huimin Road, Binjiang street, Lucheng District, Wenzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang wuzhu Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 325000 Room 301, building 5, No. 280, liming Middle Road, Lucheng District, Wenzhou City, Zhejiang Province Patentee before: Zhejiang tedar Intelligent Technology Co.,Ltd. |
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Granted publication date: 20201027 |