CN219247533U - 一种自动转换开关发电机控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动转换开关技术领域，尤其涉及一种自动转换开关发电机控制电路。为了解决控制器复位时发电机会误启动、以及控制器带电安装模块导致控制器重启或死机的问题，提供一种自动转换开关发电机控制电路，其包括：单刀双掷继电器、电源、第二二极管、电解电容、第一模块、第二电阻、MOS管和第二模块。本实用新型的有益效果是：当本发电机控制电路安装到带电的控制器上时，电解电容的充电电流通过第一电阻，从而降低充电电流，避免控制器重启或死机的问题。并且当控制器复位时，第一电容内的电荷通过第三电阻缓慢释放，MOS管的栅极电压随之缓慢下降，延长MOS管的导通时间，避免控制器复位期间发生发电机误启动的问题。

Description

一种自动转换开关发电机控制电路

技术领域

本实用新型涉及自动转换开关技术领域，尤其涉及一种自动转换开关发电机控制电路。

背景技术

自动转换开关为当一路电源(主电源)故障时，将在此电源(主电源)上的一个或多个负载自动切换到另一路电源(备用电源)上的开关设备。在一种应用情况下，主电源为市电，备用电源为发电机。此时，需要配置发电机控制模块。

现有的发电机控制模块为一个三极管控制一个单刀双掷继电器来实现控制发电机的启动或停止，电路结构详见图1。其工作原理为：当市电正常时，控制器将信号GENERATOR_ON置高，三极管Q2导通，继电器K2线圈得电，常开点NO与公共端COM连接，常闭点NC与公共端COM断开，发电机处于停止状态；当市电异常时，控制器将信号GENERATOR_ON置低，三极管Q2关断，继电器K2线圈失电，常开点NO与公共端COM断开，常闭点NC与公共端COM连接，发电机处于启动状态。

上述现有技术的方案具有两个问题：

一、当市电正常，控制器由于程序跑飞或人工操等情况进行复位，复位时长一般会持续几百毫秒甚至几秒，单片机IO会变成高阻态，此时信号GENERATOR_ON的电平下降、无驱动能力，又因为下拉电阻R5的存在，三极管Q2关断，继电器K2线圈失电，发电机会误启动，待复位结束控制器才会发出发电机停止的信号。

二、为保证继电器吸合瞬间电源有足够的电流，通常会在线圈供电端放置容值较大的电解电容。而当在控制器有电时安装发电机控制模块，控制器会瞬间给电解电容充电，由于充电电流很大，容易造成该路电压产生跌落，此时控制器容易重启或死机。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是控制器复位时发电机会误启动、以及控制器带电安装模块导致控制器重启或死机，提供一种自动转换开关发电机控制电路。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现：

一种自动转换开关发电机控制电路，其包括：单刀双掷继电器，其设置有线圈，所述单刀双掷继电器根据所述线圈的通电状态来启动发电机；电源，用于为线圈供电；第二二极管，其阴极与所述线圈的第一端、所述电源电连接，其阳极与所述线圈的第二端电连接；电解电容，其第一端与接地端电连接，其第二端与第一模块的第一端电连接；所述第一模块，其第二端与所述电源、所述第二二极管的阴极、所述线圈的第一端电连接，用于降低电解电容的充电电流；第二电阻，其第一端用于接收控制器输出的控制信号，其第二端与第二模块的第一端电连接；MOS管，其漏极与所述线圈的第二端电连接，其栅极与第二模块的第二端电连接，其源极与所述第二模块的第三端电连接，所述MOS管设置为当输入其栅极的信号电平低于第一预设阈值时使所述线圈失电；所述第二模块，其第三端与接地端电连接，所述第二模块设置为当所述控制器输出的所述控制信号的电平下降时，在第一预设时长内使输入所述MOS管的栅极的信号电平高于第一预设阈值；所述第一预设时长大于所述控制器的复位时长。

根据上述技术方案，优选地，所述第一模块包括：第一电阻，其第一端与所述电解电容电连接，其第二端与所述电源、所述第二二极管的阴极、所述线圈的第一端电连接，用于降低所述电解电容的充电电流；第一二极管，其阳极与所述电解电容电连接，其阴极与所述电源、所述第二二极管的阴极、所述线圈的第一端电连接，用于当所述电解电容放电时使所述第一电阻短路。

根据上述技术方案，优选地，所述第二模块包括：第一电容，其第一端与所述第二电阻的第二端、所述MOS管的栅极电连接，其第二端与接地端电连接；第三电阻，其第一端与所述第二电阻的第二端、所述MOS管的栅极电连接，其第二端与接地端电连接；根据第一电容和第三电阻的参数设置所述第一预设时长。

根据上述技术方案，优选地，所述单刀双掷继电器还包括公共端、常闭端和常开端；所述单刀双掷继电器设置为：当所述线圈通电时，所述公共端与所述常闭端连接、所述公共端与所述常开端断开，且所述发电机停止；当所述线圈失电时，所述公共端与所述常闭端断开、所述公共端与所述常开端连接，且所述发电机启动。

本实用新型的有益效果是：

当本发电机控制电路安装到带电的控制器上时，电解电容的充电电流通过第一电阻，从而降低充电电流，避免电路电压跌落，以及控制器重启或死机的问题；当电解电容放电时，第一二极管使第一电阻短路，放电电流通过第一二极管向单刀双掷继电器的线圈供电，使放电电流没有延时和限流。

并且当控制器复位时，第一电容内的电荷通过第三电阻缓慢释放，MOS管的栅极电压随之缓慢下降，延长MOS管的导通时间，该延长的时间即为第一预设时长。并且通过设置第一电容和第三电阻的参数，调整第一预设时长，使第一预设时长大于控制器的复位时长。这种设置方式，在控制器复位时间内，第二模块保持MOS管导通，避免控制器复位期间发生发电机误启动的问题。

附图说明

图1示出了现有技术的发电机控制模块的电路结构示意图。

图2示出了本实用新型的发电机控制电路的结构示意图。

图中：K1、单刀双掷继电器；COM、公共端；NC、常闭端；NO、常开端；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；D1、第一二极管；D2、第二二极管；C1、第一电容；CE1、电解电容；Q1、MOS管；VDD、电源。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了解决控制器复位时发电机会误启动、以及控制器带电安装模块导致控制器重启或死机的问题，如图2所示，本实用新型提供了一种自动转换开关发电机控制电路。该发电机控制电路包括单刀双掷继电器K1、电源VDD、第二二极管D2、电解电容CE1、第一模块、第二电阻R2、MOS管Q1、第二模块。

单刀双掷继电器K1用于控制发电机的开启和停止。具体地，单刀双掷继电器K1包括公共端COM、常闭端NC、常开端NO和线圈。公共端COM可以与常闭端NC、常开端NO之一连接。当公共端COM不受外力影响时公共端COM与常闭端NC连接，公共端COM与常开端NO断开，此时发电机启动。线圈通电时会产生磁力，该磁力作用于公共端COM，使公共端COM与常闭端NC断开，公共端COM与常开端NO连接，此时发电机停止。

电源VDD用于为单刀双掷继电器K1的线圈供电。

第二二极管D2与单刀双掷继电器K1的线圈并联。具体地，第二二极管D2的阴极与线圈的第一端、电源VDD电连接，第二二极管D2的阳极与线圈的第二端电连接。

电解电容CE1的第一端与接地端电连接，电解电容CE1的第二端与第一模块电连接。当单刀双掷继电器K1的线圈得电，公共端COM与常开端NO连接吸合时，电解电容CE1释放电荷，以保证吸合瞬间的电流充足。

第一模块包括第一电阻R1和第一二极管D1。第一电阻R1的第一端与电解电容CE1电连接，第一电阻R1的第二端与电源VDD、第二二极管D2的阴极、线圈的第一端电连接。当本发电机控制电路安装到带电的控制器上时，电解电容CE1的充电电流通过第一电阻R1，从而降低充电电流，避免电路电压跌落，以及控制器重启或死机的问题。第一二极管D1的阳极与电解电容CE1电连接，第一二极管D1的阴极与电源VDD、第二二极管D2的阴极、线圈的第一端电连接。第一二极管D1与第一电阻R1并联。当电解电容CE1放电时，第一二极管D1使第一电阻R1短路，放电电流通过第一二极管D1向单刀双掷继电器K1的线圈供电，使放电电流没有延时和限流。

第二电阻R2的第一端用于接收控制器输出的控制信号，该控制信号用于控制发电机的开启或停止。

MOS管Q1用于根据控制信号控制单刀双掷继电器K1的线圈得电或失电。具体地，MOS管Q1的漏极与线圈的第二端、第二二极管D2的阳极电连接，MOS管Q1的栅极通过第二模块电连接第二电阻R2，MOS管Q1的源极与接地端、第二模块电连接。控制信号通过第二电阻R2和第二模块后输入MOS管Q1的栅极。MOS管Q1设置有关断门限，即第一预设阈值。当控制信号的电平高于MOS管Q1的关断门限时，MOS管Q1导通，单刀双掷继电器K1的线圈得电，公共端COM与常开端NO连接，发电机停止。反之，当控制信号的电平低于MOS管Q1的关断门限时，MOS管Q1关断，线圈失电，公共端COM与常闭端NC连接，发电机启动。

第二模块包括第一电容C1和第三电阻R3。第一电容C1的第一端与第二电阻R2的第二端、MOS管Q1的栅极电连接，第一电容C1的第二端与接地端电连接。第三电阻R3的第一端与第二电阻R2的第二端、MOS管Q1的栅极电连接，第三电阻R3的第二端与接地端电连接。第一电容C1与第三电阻R3并联。当控制器复位时，第一电容C1内的电荷通过第三电阻R3缓慢释放，输入MOS管Q1的栅极的控制信号电平随之缓慢下降，延长MOS管Q1的导通时间，该延长的时间即为第一预设时长。并且通过设置第一电容C1和第三电阻R3的参数，调整第一预设时长，使第一预设时长大于控制器的复位时长。这种设置方式，在控制器复位时间内，第二模块保持MOS管Q1导通，避免控制器复位期间发生发电机误启动的问题。

下面通过具体参数说明本实施例的发电机控制电路的工作原理。

设定控制信号的高电平为3.3V，第二电阻R2＝1KΩ，第三电阻R3＝470KΩ，第一电容C1＝10uF，MOS管Q1的栅极关断门限Vgs(th)为1V，控制器复位时间为1秒。当控制器复位时，控制器的单片机IO会变成高阻态，此时控制信号无驱动能力，第一电容C1的电荷通过第三电阻R3缓慢泄放，根据公式

可以得出MOS管Q1的栅极下降至1V所需时间t≈5.6秒，大于控制器所需的1秒复位时间，即在控制器复位期间不会出现发电机误启动的问题。

设定VDD＝12V，第一电阻R1＝100Ω，则电解电容CE1的最大充电电流为120mA，满足大部分电源的供电能力，不会导致12V电压跌落，即不会导致控制器重启或死机。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种自动转换开关发电机控制电路，其特征在于，包括：

单刀双掷继电器，其设置有线圈，所述单刀双掷继电器根据所述线圈的通电状态来启动发电机；

电源，用于为线圈供电；

第二二极管，其阴极与所述线圈的第一端、所述电源电连接，其阳极与所述线圈的第二端电连接；

电解电容，其第一端与接地端电连接，其第二端与第一模块的第一端电连接；

所述第一模块，其第二端与所述电源、所述第二二极管的阴极、所述线圈的第一端电连接，用于降低电解电容的充电电流；

第二电阻，其第一端用于接收控制器输出的控制信号，其第二端与第二模块的第一端电连接；

MOS管，其漏极与所述线圈的第二端电连接，其栅极与第二模块的第二端电连接，其源极与所述第二模块的第三端电连接，所述MOS管设置为当输入其栅极的信号电平低于第一预设阈值时使所述线圈失电；

所述第二模块，其第三端与接地端电连接，所述第二模块设置为当所述控制器输出的所述控制信号的电平下降时，在第一预设时长内使输入所述MOS管的栅极的信号电平高于第一预设阈值；

所述第一预设时长大于所述控制器的复位时长。

2.根据权利要求1所述的一种自动转换开关发电机控制电路，其特征在于，所述第一模块包括：

第一电阻，其第一端与所述电解电容电连接，其第二端与所述电源、所述第二二极管的阴极、所述线圈的第一端电连接，用于降低所述电解电容的充电电流；

第一二极管，其阳极与所述电解电容电连接，其阴极与所述电源、所述第二二极管的阴极、所述线圈的第一端电连接，用于当所述电解电容放电时使所述第一电阻短路。

3.根据权利要求1所述的一种自动转换开关发电机控制电路，其特征在于，所述第二模块包括：

第一电容，其第一端与所述第二电阻的第二端、所述MOS管的栅极电连接，其第二端与接地端电连接；

第三电阻，其第一端与所述第二电阻的第二端、所述MOS管的栅极电连接，其第二端与接地端电连接；

根据第一电容和第三电阻的参数设置所述第一预设时长。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种自动转换开关发电机控制电路，其特征在于，所述单刀双掷继电器还包括公共端、常闭端和常开端；

所述单刀双掷继电器设置为：

当所述线圈通电时，所述公共端与所述常闭端连接、所述公共端与所述常开端断开，且所述发电机停止；

当所述线圈失电时，所述公共端与所述常闭端断开、所述公共端与所述常开端连接，且所述发电机启动。

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