CN218449595U - 可扩展式自动转换开关控制机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可扩展式自动转换开关控制机构。该可扩展式自动转换开关控制包括主控端模块和至少一个前端采样执行模块。前端采样执行模块采集与主电源连通的通电电路上的电流数据，并根据控制指令以将通电电路切换成与备用电源联通。主控端模块与前端采样执行模块通信连接，并且主控端模块内集成有用电系统的用电需求信息，用电系统和主电源或备用电源通过通电电路联通。当电流数据和用电需求信息不匹配时，主控端模块向前端采样执行模块发出控制指令。

Description

可扩展式自动转换开关控制机构

技术领域

本实用新型涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种可扩展式自动转换开关控制机构。

背景技术

电源转换系统的作用是在主电源异常时能自动将主电源切除后投入备用电源为负载继续提供电源，多应用于负载不能中断供电的场合，比如医院、数据中心、大型商业设施等。其主要安装于用电负荷的进线侧，总体结构可分为转换控制器和执行机构，转换控制器主要作用为实时测量当前电压是否异常，当电源电压异常时发送命令给执行机构来完成主电源到备用电源的转换工作。执行机构主要作用是一次电流的承载器件，一般为专业的PC级ATS开关(自动转换开关) 或者标准框架断路器，用以导通或者切断一次回路的电流。

如图1所示，根据不同的进线数量，通常的电源转换系统为一路市电作为主电源，一路柴油发电机或者另外一路市电作为备用电源，两路进线电源接入两段母线，两段母线之间用母联断路器隔离。

在实际的工程应用中，根据用户使用场景的不同，还会有3电源系统、4电源系统、5电源系统等特殊应用，这几种多电源的应用场合多为特殊定制应用，每个项目之间的应用差别都比较大，由于进线数量和配置不同，无法做出一款通用的切换控制器来满足所有特殊定制应用需求。

在现行的工程运用中，企业均是采用定制的切换控制器，以此满足其特定的需求。然而，对于定制化产品而言，切换控制器的开发成本较高，因此会明显增加切换控制器的成本。

为此，有必要对现有的切换开关控制机构进行改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题如何降低自动切换开关控制机构的定制化成本，提出一种可扩展式自动转换开关控制机构，其可以在一定程度上降低自动转换开关控制机构的定制成本。

本实用新型是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种可扩展式自动转换开关控制机构，所述可扩展式自动转换开关控制机构包括：

至少一个前端采样执行模块，所述前端采样执行模块采集与主电源连通的通电电路上的电流数据，并根据控制指令以将所述通电电路切换成与备用电源联通；以及

主控端模块，所述主控端模块与所述前端采样执行模块通信连接，并且所述主控端模块内集成有用电系统的用电需求信息，所述用电系统和所述主电源或备用电源通过所述通电电路联通，

其中，当所述电流数据和所述用电需求信息不匹配时，所述主控端模块向所述前端采样执行模块发出控制指令，并且

所述前端采样执行模块和主控端模块分别包括：

金属底板，所述金属底板具有电荷屏蔽功能；

背板，所述背板的底部固定于所述金属底板的上表面，并且所述背板的上表面设有至少两个彼此间隔开的多芯板对板连接器；以及

至少两个插件电路板，所述插件电路板具有基板以及布置在基板上的电器构件，其中位于所述插件电路板的底端的所述电器构件为能够与所述多芯板对板连接器形成阴阳配合的第一接口。

根据本实用新型的一些实施方式，所述前端采样执行模块的所述插件电路板包括电源板和第一中央处理器。

根据本实用新型的一些实施方式，所述主控端模块的所述插件电路板包括模拟量采样板和第二中央处理器。

根据本实用新型的一些实施方式，所述可扩展式自动转换开关控制机构还包括分别与所述前端采样执行模块和所述主控端模块通信连接的人机界面模块，所述人机界面模块能够展示所述电流数据、用电需求信息、控制指令中的至少一个。

根据本实用新型的一些实施方式，所述前端采样执行模块包括用于设定其硬件地址的地址拨码开关，所述前端采样执行模块和所述主控端模块之间基于所述硬件地址进行通信。

根据本实用新型的一些实施方式，所述前端采样执行模块和所述主控端模块之间通过状态变位总线、模拟量总线、命令总线和采样同步总线进行通信，其中，所述状态变位总线用于至少传输所述前端采样执行模块采集到的开关量变位动作、电压电流越限变位信息；所述模拟量总线用于供所述主控端模块查询各个所述前端采样执行模块的当前电压、电流、开关量信息；所述命令总线用于供所述主控端模块向所述前端采样执行模块传输所述控制指令；所述采样同步总线用于同步所述主控端模块和各个所述前端采样执行模块的内部时刻。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

根据本实用新型的可扩展式自动转换开关控制机构，金属底板和背板、前端采样执行模块以及人机界面模块均可以作为可作为通用件在不同的使用场景条件下进行使用。开发厂商仅需要就有特定要求的主控端模块进行定制化设计即可，因而在很大程度上降低了定制化开发成本。

附图说明

图1为现有的设有备用电源的电源系统的示意图。

图2为根据本实用新型的前端采样执行模块或主控端模块的立体示意图。

图3为可扩展式自动转换开关控制机构的硬件结构框图。

图4为前端采样执行模块的工作原理图。

图5为主控端模块的工作原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本实用新型的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本实用新型的限制，任何的其他类似情形也都将落入本实用新型的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本实用新型各实施例中的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

参见图2-5，其示出了一种根据本实用新型优选实施例的可扩展式自动转换开关控制机构。如图2所示，该可扩展式自动转换开关控制机构包括主控端模块和至少一个前端采样执行模块。前端采样执行模块采集与主电源连通的通电电路上的电流数据，并根据控制指令以将通电电路切换成与备用电源联通。基于上述前端采样执行模块的功能，前端采样执行模块事实上可作为通用模块而运用于具有不同需求的各类运用场合。对于前端采样执行模块而言，其采集计算的数据通常包括交流电压、交流电流等等。前端采样执行模块切换电路是通过驱动自带的继电器致使断路器进行分合闸操作来完成的。

作为本实用新型中的唯一定制化部分，主控端模块与前端采样执行模块通信连接。主控端模块内集成有用电系统的用电需求信息，用电系统和主电源或备用电源通过通电电路联通。更具体地，主控端模块采集各个前端采样执行模块的计算结果、下发切换命令给前端采样执行模块去进行命令输出。主控端模块主要任务是根据接收到的若干个前端采样执行模块的采样结果进行逻辑处理，根据编制好的转换流程来下发转换指令给前端采样执行模块。

当电流数据和用电需求信息不匹配时，主控端模块向前端采样执行模块发出控制指令，将通电电流切换到相应的备用电源上。

如图3所示，主控端模块和前端采样执行模块分别包括金属底板、背板、以及至少两个插件电路板。对于前端采样执行模块，其插件电路板包括电源板和第一中央处理器。对于主控端模块，其插件电路板包括模拟量采样板和第二中央处理器。

继续参见图3，各个前端采样执行模块可由金属底板10、背板20、上述的插件电路板30等组成。主控端模块的外形总体上与前端采样执行模块，二者的差别仅在于插件电路板的功能。下面以前端采样执行模块为例进行说明。

作为可扩展式自动转换开关控制机构1的底座，金属底板10具有电荷屏蔽功能。可扩展式自动转换开关控制机构1的背板20的底部固定于金属底板10的上表面，并且背板20的上表面设有至少两个彼此间隔开的多芯板对板连接器21。多芯板对板连接器21例如可以为96芯接插件或者其他类型的连接器。背板20上设有两个多芯板对板连接器21，其对应地用于接合前端采样执行模板的电源板和第一中央处理器。对应地，对于主控端模板，背板20的两个多芯板对板连接器21，其对应地用于接合主控端模板的模拟量采样模板和第二中央处理器。

优选地，参见图2，可扩展式自动转换开关控制机构还包括分别与前端采样执行模块和主控端模块通信连接的人机界面模块，人机界面模块能够展示电流数据、用电需求信息、控制指令中的至少一个。借助于该人机界面模块，控制机构可以提供人机交互界面，以便工作人员进行各种参数、状态的显示和修改、查看各种历史记录和事件记录等。人机界面模块可以采用市面上的标准HMI屏幕，方便地实现参数显示修改、单线图展示等功能。

可选地，前端采样执行模块中可设置用于设定其硬件地址的地址拨码开关，前端采样执行模块和主控端模块之间基于硬件地址进行通信。

根据本实用新型的一些实施方式，前端采样执行模块和主控端模块之间通过状态变位总线、模拟量总线、命令总线和采样同步总线进行通信。其中，状态变位总线用于至少传输前端采样执行模块采集到的开关量变位动作、电压电流越限变位信息。模拟量总线用于供主控端模块查询各个前端采样执行模块的当前电压、电流、开关量信息。命令总线用于供主控端模块向前端采样执行模块传输上述控制指令。采样同步总线用于同步主控端模块和各个前端采样执行模块的内部时刻，以便各个前端采样执行模块的采样周期处于统一的采样时刻下。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而且这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

附图标记

10：金属底板；

20：背板；

21：多芯板对板连接器；

30：插件电路板。

Claims (6)

1.一种可扩展式自动转换开关控制机构，其特征在于，所述可扩展式自动转换开关控制机构包括：

至少一个前端采样执行模块，所述前端采样执行模块采集与主电源连通的通电电路上的电流数据，并根据控制指令以将所述通电电路切换成与备用电源联通；以及

主控端模块，所述主控端模块与所述前端采样执行模块通信连接，并且所述主控端模块内集成有用电系统的用电需求信息，所述用电系统和所述主电源或备用电源通过所述通电电路联通，

其中，当所述电流数据和所述用电需求信息不匹配时，所述主控端模块向所述前端采样执行模块发出控制指令，并且

所述前端采样执行模块和主控端模块分别包括：

金属底板，所述金属底板具有电荷屏蔽功能；

背板，所述背板的底部固定于所述金属底板的上表面，并且所述背板的上表面设有至少两个彼此间隔开的多芯板对板连接器；以及

至少两个插件电路板，所述插件电路板具有基板以及布置在基板上的电器构件，其中位于所述插件电路板的底端的所述电器构件为能够与所述多芯板对板连接器形成阴阳配合的第一接口。

2.如权利要求1所述的可扩展式自动转换开关控制机构，其特征在于，所述前端采样执行模块的所述插件电路板包括电源板和第一中央处理器。

3.如权利要求2所述的可扩展式自动转换开关控制机构，其特征在于，所述主控端模块的所述插件电路板包括模拟量采样板和第二中央处理器。

4.如权利要求1所述的可扩展式自动转换开关控制机构，其特征在于，所述可扩展式自动转换开关控制机构还包括分别与所述前端采样执行模块和所述主控端模块通信连接的人机界面模块，所述人机界面模块能够展示所述电流数据、用电需求信息、控制指令中的至少一个。

5.如权利要求1所述的可扩展式自动转换开关控制机构，其特征在于，所述前端采样执行模块包括用于设定其硬件地址的地址拨码开关，所述前端采样执行模块和所述主控端模块之间基于所述硬件地址进行通信。

6.如权利要求1-5中任一项所述的可扩展式自动转换开关控制机构，其特征在于，所述前端采样执行模块和所述主控端模块之间通过状态变位总线、模拟量总线、命令总线和采样同步总线进行通信，其中，所述状态变位总线用于至少传输所述前端采样执行模块采集到的开关量变位动作、电压电流越限变位信息；所述模拟量总线用于供所述主控端模块查询各个所述前端采样执行模块的当前电压、电流、开关量信息；所述命令总线用于供所述主控端模块向所述前端采样执行模块传输所述控制指令；所述采样同步总线用于同步所述主控端模块和各个所述前端采样执行模块的内部时刻。

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