CN219999085U - 一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，包括：双交流切换电路(1)、辅助电源电路(2)和控制电路(3)；双交流切换电路(1)、辅助电源电路(2)和控制电路(3)依次连接形成一个回路。实施本实用新型一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，可实现双交流输入快速切换，也能满足80～300Vac(110‑220V)的超宽范围电压输入和≤3VA的低功耗需求。

Description

一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路

技术领域

本实用新型涉及供电控制技术电路领域，具体涉及一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路。

背景技术

目前我国的配电自动化远动终端DTU/FTU主要通过开关两侧的双PT取电，将高压配电线路的电压转换为低压220Vac，双PT取电后的电压经双交流输入切换模块控制后输出一路电压给DTU/FTU的电池充电式开关电源供电。

目前的配电管控方式呈现多样性，DTU/FTU终端的取电方式和电压等级也各有差异，有直流110V、220V和交流110Vac、220Vac，但是给DTU/FTU终端供电的一般都是双路供电电压，只是会出现任意两种电压互相搭配，这就对双交流输入切换模块适应各种等级的电压能力提出了更高的要求。配电自动化远方终端DL/T 721-2013中对DTU/FTU终端的整机功耗进行了明确规定，要求三遥FTU整机功耗≤30VA和三遥DTU整机功耗≤40VA，双交流输入切换模块作为供电的源头若是功耗过高对整机的功耗都会产生较大的影响，因此非常有必要控制双交流输入切换模块的功耗。

目前行业内各终端厂家主要运用大功率的交流继电器来实现双交流输入切换，此种设计电路简单，但是不能适应直流供电电压，且损耗也非常大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对现有技术运用大功率的交流继电器来实现双交流输入切换，不能适应直流供电电压且损耗大的这一缺陷，设计了一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路。

本实用新型为解决其技术问题采取的技术方案是：一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，包括：双交流切换电路、辅助电源电路和控制电路；双交流切换电路、辅助电源电路和控制电路依次连接形成一个回路；

其中的双交流切换电路包括：继电器K1-继电器K3，二极管D1、二极管D3；

继电器K1的引脚1连接二极管D1的负极，继电器K1的引脚8连接二极管D1的正极，二极管D1的引脚3、6连接继电器K2的引脚4、5，继电器K2的引脚1连接二极管D3的负极，继电器K2的引脚8连接二极管D3的正极，继电器K1、继电器K2、继电器K3的引脚1均连接，继电器K2、继电器K3的引脚8接地，

继电器K1的引脚4、5连接第一交流输入左端L1，继电器K3的引脚4、5连接第一交流输入右端N1，继电器K2的2、7连接第二交流输入左端L2，继电器K3的引脚2、7连接第二交流输入右端N2。

其中的辅助电源电路包括：控制芯片U1、共模电感Z1、整流桥BR1、电阻R4-电阻R9、电容C1-电容C5、变压器T1，其中变压器T1包括原边T1A和副边T1B；

控制芯片U1的引脚1连接电容C4、电容C5的一端以及二极管D6的负极，电容C4、电容C5的另一端接地，二极管D6的正极连接电容C3的一端以及二极管D5的负极，电容C3的另一端接地，二极管D5的正极连接电阻R6的一端；控制芯片U1的引脚3连接电阻R7、电阻R8的一端，电阻R7的一端接地，电阻R8的另一端连接电阻R6的另一端以及副边T1B的引脚4，副边T1B的引脚3接地；控制芯片U1的引脚4连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地；控制芯片U1的引脚5、引脚6连接二极管D4的正极以及原边T1A的引脚2，原边T1A的引脚1连接整流桥BR1的引脚1，二极管D4的负极连接电阻R5以及电容C2的一端，电阻R5以及电容C2的另一端连接电容C1的一端，电容C1的一端连接整流桥BR1的引脚1，电容C1的另一端连接整流桥BR1的引脚2且接地，整流桥BR1的引脚4连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接共模电感Z1的引脚2，整流桥BR1的引脚3连接共模电感Z1的引脚1，共模电感Z1的引脚3、4对应连接第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1。

其中的控制电路包括：三极管Q1、电阻R1-电阻R3、稳压管D2和电容E1；

三极管Q1的基极连接电阻R2的一端以及稳压管D2的正极，电阻R2的另一端接地，稳压管D2的负极连接电阻R3、电阻R1的一端以及电容E1的正极，电阻R3的另一端、电容E1负极接地，电阻R1的另一端连接继电器K1、继电器K2、继电器K3的引脚1，电阻R1的另一端还连接二极管D6的正极；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接继电器K1的引脚8。

进一步地，继电器K2的引脚3、6连接交流输出左端Lout，继电器K3的引脚3、6连接交流输出右端Nout。

优选地，控制芯片U1的型号为PN8366。

进一步地，继电器K1、继电器K2、继电器K3的引脚2、7和引脚3、6为常闭触点。

本实用新型的上述技术方案带来的有益效果是：

在本实用新型通过直流继电器、PN8366芯片等电子元器件组成了一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，此电路在两路交流输入单独供电、两路交流同时供电、两路交流切换时都能为电源提供交流电，且切换时因有延时电路的存在避免了继电器拉弧、打火等现象。采用辅助电源为继电器线圈供电，与传统的电容降压取电电路相比提高了功率因数，降低了功耗，并且辅助电源在低压或高压时都能工作，提高了双交流切换器的工作范围。

实施本实用新型一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，可实现双交流输入快速切换，也能满足80～300Vac(110-220V)的超宽范围电压输入和≤3VA的低功耗需求。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型实施例中一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路的电路结构图；

图2为本实用新型实施例中一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

请参考图1-2，其中图1为一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路的电路结构图，图2为对应的系统结构图，由图2可知，本实用新型提供的一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路由三部分组成，分别为双交流切换电路1、辅助电源电路2和控制电路3；双交流切换电路1、辅助电源电2和控制电路3依次连接形成一个回路。其中的双交流切换电路1用于输入两路交流的切换，辅助电源电路2用于给继电器供电，控制电路3用于控制双交流的延时切换。

上述每部分对应的电路结构图可参考图1，从图1中可知：

基于本实用新型的上述适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，其中的双交流切换电路1包括：继电器K1-继电器K3，二极管D1、二极管D3；

继电器K1的引脚1连接二极管D1的负极，继电器K1的引脚8连接二极管D1的正极，二极管D1的引脚3、6连接继电器K2的引脚4、5，继电器K2的引脚1连接二极管D3的负极，继电器K2的引脚8连接二极管D3的正极，继电器K1、继电器K2、继电器K3的引脚1均连接，继电器K2、继电器K3的引脚8接地，

继电器K1的引脚4、5连接第一交流输入左端L1，继电器K3的引脚4、5连接第一交流输入右端N1，继电器K2的2、7连接第二交流输入左端L2，继电器K3的引脚2、7连接第二交流输入右端N2。

基于本实用新型的上述适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，其中的辅助电源电路2包括：控制芯片U1、共模电感Z1、整流桥BR1、电阻R4-电阻R9、电容C1-电容C5、变压器T1，其中变压器T1包括原边T1A和副边T1B；

控制芯片U1的引脚1连接电容C4、电容C5的一端以及二极管D6的负极，电容C4、电容C5的另一端接地，二极管D6的正极连接电容C3的一端以及二极管D5的负极，电容C3的另一端接地，二极管D5的正极连接电阻R6的一端；控制芯片U1的引脚3连接电阻R7、电阻R8的一端，电阻R7的一端接地，电阻R8的另一端连接电阻R6的另一端以及副边T1B的引脚4，副边T1B的引脚3接地；控制芯片U1的引脚4连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地；控制芯片U1的引脚5、引脚6连接二极管D4的正极以及原边T1A的引脚2，原边T1A的引脚1连接整流桥BR1的引脚1，二极管D4的负极连接电阻R5以及电容C2的一端，电阻R5以及电容C2的另一端连接电容C1的一端，电容C1的一端连接整流桥BR1的引脚1，电容C1的另一端连接整流桥BR1的引脚2且接地，整流桥BR1的引脚4连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接共模电感Z1的引脚2，整流桥BR1的引脚3连接共模电感Z1的引脚1，共模电感Z1的引脚3、4对应连接第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1。

基于本实用新型的上述适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，其中的控制电路3包括：三极管Q1、电阻R1-电阻R3、稳压管D2和电容E1；

三极管Q1的基极连接电阻R2的一端以及稳压管D2的正极，电阻R2的另一端接地，稳压管D2的负极连接电阻R3、电阻R1的一端以及电容E1的正极，电阻R3的另一端、电容E1负极接地，电阻R1的另一端连接继电器K1、继电器K2、继电器K3的引脚1，电阻R1的另一端还连接二极管D6的正极；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接继电器K1的引脚8。

基于但不限于上述实施例，继电器K2的引脚3、6连接交流输出左端Lout，继电器K3的引脚3、6连接交流输出右端Nout。

基于但不限于上述实施例，继电器K1、继电器K2、继电器K3的引脚2、7和引脚3、6为常闭触点。

作为一种优选的实施例，控制芯片U1的型号为PN8366。

以上便是本实用新型公开的一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，当该功能电路接入配电终端电源时，其具体工作过程及原理如下：

当第二交流输入左端L2、第二交流输入右端N2正常、第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1失电时，输入交流电压通过继电器K2、继电器K3的常闭触点2、7引脚和3、6引脚给电源模块供电；当第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1正常、第二交流输入左端L2、第二交流输入右端N2失电时，交流电通过共模电感Z1、整流桥BR1、电容C1、控制器控制芯片U1等元器件组成的辅助电源电路2控制后，输出12V的直流电给继电器K1、继电器K2、继电器K3的线圈供电，继电器K2、继电器K3常闭触点2、7引脚和3、6引脚切换为常开状态，继电器K1通过电阻R1、电容E1、三极管Q1等元器件组成的延时电路延时后供电，此时三个继电器的触点状态都改变后第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1通过继电器的闭合触点给电源输入供电；当第二交流输入左端L2、第二交流输入右端N2和第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1均正常时，此时辅助电源也输出12V给三个继电器的线圈供电，继电器2、7引脚和3、6引脚变为断开状态，4、5引脚和3、6引脚变为闭合状态，第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1通过继电器的4、5引脚和3、6引脚给电源输入供电；当输入交流从第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1切换到第二交流输入左端L2、第二交流输入右端N2时，辅助电源停止工作，继电器的2、7引脚和3、6引脚恢复为默认的常闭状态，第二交流输入左端L2、第二交流输入右端N2给电源供电输入供电；当输入交流从第二交流输入左端L2、第二交流输入右端N2切换到第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1时，辅助电源工作，继电器的4、5引脚和3、6引脚变为常闭状态，第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1给电源供电输入供电。

需要说明的是，该电路中PN8366芯片工作原理如下：PN8366为原边反馈模式的控制芯片，通过引脚3检测反馈电压，引脚4检测电流，内部经过反馈、比较后输出脉宽调制信号，调制信号驱动内部集成的开关管，从而达到控制输出电压的目的，引脚5、引脚6等效为开关管的漏极，引脚1和引脚7分别是芯片供电电源的正极和负极。

此电路在两路交流输入单独供电、两路交流同时供电、两路交流切换时都能为电源提供交流电，且切换时因有延时电路的存在避免了继电器拉弧、打火等现象。采用辅助电源为继电器线圈供电，与传统的电容降压取电电路相比提高了功率因数，降低了功耗，并且辅助电源在低压或高压时都能工作，提高了双交流切换器的工作范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。词语第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些词语解释为标识。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种适用于配电终端电源的双交流输入切换控制电路，其特征在于，包括：双交流切换电路(1)、辅助电源电路(2)和控制电路(3)；双交流切换电路(1)、辅助电源电路(2)和控制电路(3)依次连接形成一个回路；

双交流切换电路(1)包括：继电器K1-继电器K3，二极管D1、二极管D3；

继电器K1的引脚1连接二极管D1的负极，继电器K1的引脚8连接二极管D1的正极，二极管D1的引脚3、6连接继电器K2的引脚4、5，继电器K2的引脚1连接二极管D3的负极，继电器K2的引脚8连接二极管D3的正极，继电器K1、继电器K2、继电器K3的引脚1均连接，继电器K2、继电器K3的引脚8接地，

继电器K1的引脚4、5连接第一交流输入左端L1，继电器K3的引脚4、5连接第一交流输入右端N1，继电器K2的2、7连接第二交流输入左端L2，继电器K3的引脚2、7连接第二交流输入右端N2。

2.根据权利要求1所述的双交流输入切换控制电路，其特征在于，所述辅助电源电路(2)包括：控制芯片U1、共模电感Z1、整流桥BR1、电阻R4-电阻R9、电容C1-电容C5、变压器T1，其中变压器T1包括原边T1A和副边T1B；

控制芯片U1的引脚1连接电容C4、电容C5的一端以及二极管D6的负极，电容C4、电容C5的另一端接地，二极管D6的正极连接电容C3的一端以及二极管D5的负极，电容C3的另一端接地，二极管D5的正极连接电阻R6的一端；控制芯片U1的引脚3连接电阻R7、电阻R8的一端，电阻R7的一端接地，电阻R8的另一端连接电阻R6的另一端以及副边T1B的引脚4，副边T1B的引脚3接地；控制芯片U1的引脚4连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接地；控制芯片U1的引脚5、引脚6连接二极管D4的正极以及原边T1A的引脚2，原边T1A的引脚1连接整流桥BR1的引脚1，二极管D4的负极连接电阻R5以及电容C2的一端，电阻R5以及电容C2的另一端连接电容C1的一端，电容C1的一端连接整流桥BR1的引脚1，电容C1的另一端连接整流桥BR1的引脚2且接地，整流桥BR1的引脚4连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接共模电感Z1的引脚2，整流桥BR1的引脚3连接共模电感Z1的引脚1，共模电感Z1的引脚3、4对应连接第一交流输入左端L1、第一交流输入右端N1。

3.根据权利要求2所述的双交流输入切换控制电路，其特征在于，所述控制电路(3)包括：三极管Q1、电阻R1-电阻R3、稳压管D2和电容E1；

三极管Q1的基极连接电阻R2的一端以及稳压管D2的正极，电阻R2的另一端接地，稳压管D2的负极连接电阻R3、电阻R1的一端以及电容E1的正极，电阻R3的另一端、电容E1负极接地，电阻R1的另一端连接继电器K1、继电器K2、继电器K3的引脚1，电阻R1的另一端还连接二极管D6的正极；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接继电器K1的引脚8。

4.根据权利要求1所述的双交流输入切换控制电路，其特征在于，继电器K2的引脚3、6连接交流输出左端Lout，继电器K3的引脚3、6连接交流输出右端Nout。

5.根据权利要求2所述的双交流输入切换控制电路，其特征在于，控制芯片U1的型号为PN8366。

6.根据权利要求1所述的双交流输入切换控制电路，其特征在于，继电器K1、继电器K2、继电器K3的引脚2、7和引脚3、6为常闭触点。