CN218446452U

CN218446452U - 一种电气节能开关控制器

Info

Publication number: CN218446452U
Application number: CN202222895628.5U
Authority: CN
Inventors: 文运定
Original assignee: Shanxi Fenghong Industrial Co ltd
Current assignee: Shanxi Fenghong Industrial Co ltd
Priority date: 2022-11-01
Filing date: 2022-11-01
Publication date: 2023-02-03
Anticipated expiration: 2032-11-01

Abstract

本实用新型公开了一种电气节能开关控制器，涉及节能控制技术领域，包括智能控制模块，用于接收信号并控制模块工作状态；功率调节模块，用于恒功率恒压控制和电流采样并为电气设备模块提供电能；输出采样模块，用于电压采样；电能控制模块，用于通过储能电路进行充放电控制；待机控制模块，用于切换输入智能控制模块的稳压提供稳压并控制其待机；隔离保护模块，用于断开电源。本实用新型电气节能开关控制器通过智能控制模块调节功率调节模块输出的电能，提供所需的的稳压电能，并由电能控制模块进行充放电控制，在电能异常时，隔离保护模块断开电能，电能控制模块为智能控制模块提供待机电能，维持智能控制模块的工作，并断开其余模块的电能。

Description

一种电气节能开关控制器

技术领域

本实用新型涉及节能控制技术领域，具体是一种电气节能开关控制器。

背景技术

电气自动控制器是电力系统维持正常运行以及有效控制的关键所在，通过电气自动控制器的控制能够有效地实现系统控制，但同时还会带来一定能量的损耗，电气自动控制器会采用节能开关控制器的方式实现对电气系统的节能控制，现有的电气节能开关控制器大多采用待机控制的方式控制电气设备的待机工作，电气自动控制器还是会以最大功率进行能量消耗，无法达到有效的节能效果，并有内能产生，容易导致电气系统的损坏，存在一定的安全隐患，因此有待改进。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电气节能开关控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例中，提供一种电气节能开关控制器，该电气节能开关控制器包括：电源模块，智能控制模块，功率调节模块，电气设备模块，输出采样模块，电能控制模块，待机控制模块，隔离保护模块；

所述电源模块，用于对输入的交流电进行降压、整流和滤波处理并输出直流电；

所述智能控制模块，用于接收所述功率调节模块和输出采样模块反馈的信号并输出保护信号，用于输出脉冲信号并控制功率调节模块的工作状态，用于输出控制信号控制所述电气设备模块和待机控制模块的工作状态；

所述功率调节模块，与所述电源模块和智能控制模块连接，用于接收所述脉冲信号并通过功率调节电路调节输入的电能，用于对调节后的电能电流进行采样并反馈给所述智能控制模块；

所述电气设备模块，与所述功率调节模块连接，用于为电气设备系统提供所需的稳压，用于接收所述智能控制模块输出的控制信号并控制电气设备系统的工作状态；

所述输出采样模块，与所述电气设备模块和智能控制模块连接，用于对输入所述电气设备模块的电能进行电压采样并将采样信号反馈给所述智能控制模块；

所述电能控制模块，与所述功率调节模块连接，用于将所述功率调节模块输出的电能进行整流滤波处理并通过储能电路进行电能充放电控制；

所述待机控制模块，与所述电能控制模、功率调节模块和智能控制模块连接，用于通过第一功率开关电路和稳压电路对直流电进行传输和稳压控制并为所述智能控制模块提供电能，用于通过第二功率开关电路控制所述电能控制模块的放电工作，用于控制所述第一功率开关电路的工作状态，用于控制所述智能控制模块的待机工作；

所述隔离保护模块，与所述电源模块和智能控制模块连接，用于隔离传输所述保护信号并通过继电器电路控制所述电源模块的电能传输。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型电气节能开关控制器通过智能控制模块采用微控制电路的方式控制功率调节模块输出的电能，为电气设备提供所需的的稳压电能，并由电能控制模块通过储能电路进行充放电控制，在检测输入电气设备的电能异常时，智能控制模块将控制待机控制模块工作，隔离保护模块由智能控制模块控制并断开电源模块输入的电能，控制电气设备模块的停工，同时电能控制模块为智能控制模块提供待机电能，以便维持智能控制模块的工作，并断开其余模块所需的电能，实现在待机的状态下降低能量的损耗，避免电路的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实例提供的一种电气节能开关控制器的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的一种电气节能开关控制器的电路图。

图3为本实用新型实例提供的隔离保护模块的连接电路图。

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。

实施例1，请参阅图1，一种电气节能开关控制器包括：电源模块1，智能控制模块2，功率调节模块3，电气设备模块4，输出采样模块5，电能控制模块6，待机控制模块7，隔离保护模块8；

具体地，所述电源模块1，用于对输入的交流电进行降压、整流和滤波处理并输出直流电；

智能控制模块2，用于接收所述功率调节模块3和输出采样模块5反馈的信号并输出保护信号，用于输出脉冲信号并控制功率调节模块3的工作状态，用于输出控制信号控制所述电气设备模块4和待机控制模块7的工作状态；

功率调节模块3，与所述电源模块1和智能控制模块2连接，用于接收所述脉冲信号并通过功率调节电路调节输入的电能，用于对调节后的电能电流进行采样并反馈给所述智能控制模块2；

电气设备模块4，与所述功率调节模块3连接，用于为电气设备系统提供所需的稳压，用于接收所述智能控制模块2输出的控制信号并控制电气设备系统的工作状态；

输出采样模块5，与所述电气设备模块4和智能控制模块2连接，用于对输入所述电气设备模块4的电能进行电压采样并将采样信号反馈给所述智能控制模块2；

电能控制模块6，与所述功率调节模块3连接，用于将所述功率调节模块3输出的电能进行整流滤波处理并通过储能电路进行电能充放电控制；

待机控制模块7，与所述电能控制模、功率调节模块3和智能控制模块2连接，用于通过第一功率开关电路和稳压电路对直流电进行传输和稳压控制并为所述智能控制模块2提供电能，用于通过第二功率开关电路控制所述电能控制模块6的放电工作，用于控制所述第一功率开关电路的工作状态，用于控制所述智能控制模块2的待机工作；

隔离保护模块8，与所述电源模块1和智能控制模块2连接，用于隔离传输所述保护信号并通过继电器电路控制所述电源模块1的电能传输。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用降压电路和整流滤波电路对输入的电能进行降压、整流和滤波处理；上述智能控制模块2可采用微控制电路和驱动电路，其中微控制电路可采用，但并不限于DSP、MCU等控制器，驱动电路可选用MOS管驱动器，在此不做赘述；上述功率调节模块3可采用RCD吸收电路和功率调节模块3，由功率调节模块3接收智能控制模块2传输的脉冲信号并进行输出功率调节，RCD吸收电路用于吸收功率调节模块3工作时产生的尖峰电压；上述电气设备模块4采用整流滤波电路为电气设备系统提供供电电能，其中电气设备系统又可由智能控制模块2控制其工作状态，即简单的工作和停工控制，在此不做赘述；上述输出采样模块5可采用电阻分压电路进行电压采样；上述电能控制模块6可采用整流滤波电路和储能电路，由整流滤波电路进行电能处理，再由储能电路进行存储和放电；上述待机控制模块7可采用第一功率开关电路和稳压电路控制输入智能控制模块2的电能，还采用第二功率开关电路控制所述电能控制模块6的放电工作；上述隔离保护模块8可采用隔离传输电路和继电器电路，由隔离传输电路传输信号并控制继电器电路控制电源模块1的电能传输。

实施例2，在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，所述电源模块1包括交流源、第一变压器W1、第一整流器T1、第一电容C1；所述隔离保护模块8包括第一继电开关K1-1；

具体地，所述交流源的第一端通过第一继电开关K1-1连接第一变压器W1的原边绕组的第一端，交流源的第二端连接第一变压器W1的原边绕组的第二端，第一变压器W1的副边绕组的第一端和第二端分别连接所述第一整流器T1的第一端和第三端，第一整流器T1的第二端连接第一电容C1的一端和功率调节模块3，第一整流器T1的第四端和第一电容 C1的另一端均接地。

在具体实施例中，上述第一继电开关K1-1可选用常闭开关，用于控制交流源的传输。

进一步地，所述功率调节模块3包括第四电阻R4、第三电容C3、第一二极管D1、第二变压器W2、第二功率管Q2、第五电阻R5；所述智能控制模块2包括第一控制器U1；

进一步地，所述第四电阻R4的一端、第三电容C3的一端和第二变压器W2的第一端均连接所述第一整流器T1的第二端，第四电阻R4的另一端和第三电容C3的另一端均连接第一二极管D1的阴极，第一二极管D1的阳极连接第二变压器W2的第二端和第二功率管Q2的漏极，第二功率管Q2的漏极连接所述第一控制器U1的第二IO端并通过第五电阻 R5连接地端，第二功率管Q2的栅极连接所述第一控制器U1的第一IO端，第二变压器W2 的第三端和第四端连接所述电气设备模块4，第二变压器W2的第五端和第六端连接所述电能控制模块6。

在具体实施例中，上述第四电阻R4、第三电容C3和第一二极管D1可选用RCD吸收电路，用于吸收第二功率管Q2工作时产生的尖峰电压；上述第二功率管Q2可选用N沟道增强型MOS管，由第一控制器U1驱动控制；上述第一控制器U1可选用DSP控制器，通过反馈的电流电压信号改变输出的脉冲信号；上述第五电阻R5为采样电流，用于检测调节后电能的电流情况。

进一步地，所述电气设备模块4包括整流滤波器和电气设备；所述输出采样模块5包括第六电阻R6和第七电阻R7；

具体地，所述整流滤波器的输入端连接所述第二变压器W2的第三端，第二变压器W2 的第四端和整流滤波器的接地端均接地，整流滤波器的输出端连接电气设备的电源端并通过第六电阻R6连接第一控制器U1的第四IO端和第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接地端。

在具体实施例中，上述第六电阻R6和第七电阻R7组成电阻分压电路，检测输出的电能的电压情况并反馈给第一控制器U1；上述电气设备为用电负载，可与第一控制器U1建立控制关系，方便第一控制器U1直接控制其工作状态，具体不做赘述。

进一步地，所述电能控制模块6包括第二二极管D2、第三二极管D3、第五电容C5、储能装置；

具体地，所述第二二极管D2的阳极连接所述第二变压器W2的第五端，第三二极管D3 的阳极、第五电容C5的一端、储能装置的第二端和所述第二变压器W2的第六端均接地，第二二极管D2的阴极连接第三二极管D3的阴极、第五电容C5的另一端、储能装置的第一端和所述待机控制模块7。

在具体实施例中，上述第二二极管D2和第三二极管D3用于整流处理，第五电容C5用于滤波处理；上述储能装置可采用，但并不限于锂电池、超级电容等储能装置。

进一步地，所述待机控制模块7包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一功率管Q1、第三电阻R3、第一稳压器IC1、第二电容C2、第四电容C4、第一开关管VT1和第三功率管 Q3；所述智能控制模块2还包括第九电阻R9、第十电阻R10、第八电阻R8和第一驱动器 U2；

具体地，所述第一电阻R1的一端和第一功率管Q1的漏极连接所述第二变压器W2的第一端，第一电阻R1的另一端连接第一功率管Q1的栅极并通过第二电阻R2连接第一开关管VT1的集电极，第一功率管Q1的源极连接第三功率管Q3的源极并通过第三电阻R3 连接第二电容C2的一端和第一稳压器IC1的第一端，第一稳压器IC1的第二端和第二电容C2的另一端连接地端，第一开关管VT1的基极通过第十电阻R10连接第一驱动器U2的第四端，第一开关管VT1的发射极接地，第一稳压器IC1的第三端连接所述第一控制器U1 的电源端并通过第四电容C4连接地端，第三功率管Q3的漏极连接所述储能装置的第一端，第一驱动器U2的第八端连接所述第三功率管Q3的栅极，第一驱动器U2的第三端连接所述电气设备的控制端，第一驱动器U2的第一端通过第九电阻R9连接所述第一控制器U1 的第三IO端。

在具体实施例中，上述第一功率管Q1可选用N沟道增强型MOS管，由第一电阻R1驱动并导通，由第二电阻R2和第一开关管VT1控制并关断，用于为第一稳压器IC1提供输入电能；上述第一稳压器IC1可选用78XX三端集成稳压器，为第一控制器U1提供所需电能；上述第一开关管VT1可选用NPN型三极管；上述第三功率管Q3可选用N沟道增强型 MOS管，控制储能装置的放电工作；上述驱动器可选用单端输入，三端输出的驱动器，用于将第一控制器U1的第三IO端输出的脉冲信号分成三路传输，并提高每路脉冲信号的驱动能力，具体型号不做限定。

进一步地，所述隔离保护模块8包括第一电源VCC1、第十一电阻R11、第一光耦U3、第二电源VCC2、第十二电阻R12、第四二极管D4、第一继电器K1、第十三电阻R13、第二开关管VT2；

具体地，所述第一电源VCC1通关第十一电阻R11连接第一光耦U3的第一端，第一光耦U3的第二端连接所述第一控制器U1的第五IO端，第一光耦U3的第三端连接第二电源VCC2、第四二极管D4的阴极和第一继电器K1的第一端，第一光耦U3的第四端通过第十二电阻R12连接第二开关管VT2的基极和第十三电阻R13的一端，第十三电阻R13的另一端和第二开关管VT2的发射极均接地，第二开关管VT2的集电极连接第四二极管D4的阳极和第一继电器K1的第二端。

在具体实施例中，上述第一光耦U3可选用PC817光电耦合器，对第一控制器U1的第五IO端输出的信号进行隔离传输；上述第二开关管VT2可选用NPN型三极管，用于驱动第一继电器K1的工作；上述第一继电器K1用于控制第一继电开关K1-1的工作状态，即第一继电器K1得电后，第一继电开关K1-1断开，反之闭合。

本实用新型一种电气节能开关控制器，由交流源供电，第一变压器W1、第一整流器T1和第一电容C1进行降压、整流和滤波处理，第一控制器U1通过第五电阻R5反馈的电流信号，第六电阻R6和第七电阻R7反馈的电压信号，调节输出的脉冲信号的占空比，以便改变第二功率管Q2的导通角，改变第二变压器W2的输入输出电能，使得输出的电能保持稳压状态，并输入电气设备和储能装置，同时第一电阻R1控制第一功率管Q1导通，电源模块1输出的电能通过第一稳压器IC1进行稳压处理为第一控制器U1提供工作电能，但第一控制器U1判断输入电气设备的电能异常，或者第一控制器U1控制电气设备停止工作时，第一控制器U1的第三IO端输出的控制信号也将控制第三功率管Q3的导通和第一开关管VT1的导通，第一功率管Q1截止，使得储能装置为第一稳压器IC1提供电能，同时第一控制器U1的第五IO端输出保护信号并控制第一继电器K1的工作，使得第一继电开关K1-1断开，交流源与第一变压器W1断路，电源模块1停止提供电能，使得电路停止工作，但第一控制器U1由于储能装置的缘故保持待机的状态，可通过控制第一控制器U1 的第五IO端输出高电平，即可使电源模块1重新供电。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种电气节能开关控制器，其特征在于，

该电气节能开关控制器包括：电源模块，智能控制模块，功率调节模块，电气设备模块，输出采样模块，电能控制模块，待机控制模块，隔离保护模块；

2.根据权利要求1所述的一种电气节能开关控制器，其特征在于，所述电源模块包括交流源、第一变压器、第一整流器、第一电容；所述隔离保护模块包括第一继电开关；

所述交流源的第一端通过第一继电开关连接第一变压器的原边绕组的第一端，交流源的第二端连接第一变压器的原边绕组的第二端，第一变压器的副边绕组的第一端和第二端分别连接所述第一整流器的第一端和第三端，第一整流器的第二端连接第一电容的一端和功率调节模块，第一整流器的第四端和第一电容的另一端均接地。

3.根据权利要求2所述的一种电气节能开关控制器，其特征在于，所述功率调节模块包括第四电阻、第三电容、第一二极管、第二变压器、第二功率管、第五电阻；所述智能控制模块包括第一控制器；

所述第四电阻的一端、第三电容的一端和第二变压器的第一端均连接所述第一整流器的第二端，第四电阻的另一端和第三电容的另一端均连接第一二极管的阴极，第一二极管的阳极连接第二变压器的第二端和第二功率管的漏极，第二功率管的漏极连接所述第一控制器的第二IO端并通过第五电阻连接地端，第二功率管的栅极连接所述第一控制器的第一IO端，第二变压器的第三端和第四端连接所述电气设备模块，第二变压器的第五端和第六端连接所述电能控制模块。

4.根据权利要求3所述的一种电气节能开关控制器，其特征在于，所述电气设备模块包括整流滤波器和电气设备；所述输出采样模块包括第六电阻和第七电阻；

所述整流滤波器的输入端连接所述第二变压器的第三端，第二变压器的第四端和整流滤波器的接地端均接地，整流滤波器的输出端连接电气设备的电源端并通过第六电阻连接第一控制器的第四IO端和第七电阻的一端，第七电阻的另一端连接地端。

5.根据权利要求4所述的一种电气节能开关控制器，其特征在于，所述电能控制模块包括第二二极管、第三二极管、第五电容、储能装置；

所述第二二极管的阳极连接所述第二变压器的第五端，第三二极管的阳极、第五电容的一端、储能装置的第二端和所述第二变压器的第六端均接地，第二二极管的阴极连接第三二极管的阴极、第五电容的另一端、储能装置的第一端和所述待机控制模块。

6.根据权利要求5所述的一种电气节能开关控制器，其特征在于，所述待机控制模块包括第一电阻、第二电阻、第一功率管、第三电阻、第一稳压器、第二电容、第四电容、第一开关管和第三功率管；所述智能控制模块还包括第九电阻、第十电阻、第八电阻和第一驱动器；

所述第一电阻的一端和第一功率管的漏极连接所述第二变压器的第一端，第一电阻的另一端连接第一功率管的栅极并通过第二电阻连接第一开关管的集电极，第一功率管的源极连接第三功率管的源极并通过第三电阻连接第二电容的一端和第一稳压器的第一端，第一稳压器的第二端和第二电容的另一端连接地端，第一开关管的基极通过第十电阻连接第一驱动器的第四端，第一开关管的发射极接地，第一稳压器的第三端连接所述第一控制器的电源端并通过第四电容连接地端，第三功率管的漏极连接所述储能装置的第一端，第一驱动器的第八端连接所述第三功率管的栅极，第一驱动器的第三端连接所述电气设备的控制端，第一驱动器的第一端通过第九电阻连接所述第一控制器的第三IO端。

7.根据权利要求3所述的一种电气节能开关控制器，其特征在于，所述隔离保护模块包括第一电源、第十一电阻、第一光耦、第二电源、第十二电阻、第四二极管、第一继电器、第十三电阻、第二开关管；

所述第一电源通关第十一电阻连接第一光耦的第一端，第一光耦的第二端连接所述第一控制器的第五IO端，第一光耦的第三端连接第二电源、第四二极管的阴极和第一继电器的第一端，第一光耦的第四端通过第十二电阻连接第二开关管的基极和第十三电阻的一端，第十三电阻的另一端和第二开关管的发射极均接地，第二开关管的集电极连接第四二极管的阳极和第一继电器的第二端。