CN2739856Y - 汽油发电机组的智能断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽油发电机组的智能断路器，包括有提供工作电源的电源电路，其特点是还包括有电流检测电路、信号转换电路、单片机控制电路、报警输出电路，电流检测电路的输入端与汽油发电机组的主输出电流的一端连接，输出端与信号转换电路的输入端连接，信号转换电路的输出端与单片机控制电路的信号输入端连接，单片机控制电路的控制输出端与报警输出电路的输入端连接，报警输出电路的输出控制端与汽油发电机组控制面板上的电流输出插孔连接，其输出控制的输入端与电流检测电路的输入端连接。本实用新型结构简单，能精确控制主输出电流，受温度影响小，汽油机的动力稳定，可提高汽油发电机组的工作寿命。

Description

汽油发电机组的智能断路器

一、技术领域

本实用新型涉及一种汽油发电机组的控制装置，特别是一种可以精确控制输出电流、保护发电机组的汽油发电机组的智能断路器。

二、背景技术

目前公知的汽油发电机组输出电流的控制方式均采用传统的断路装置——断路器，这种方式控制很不精确，而且受温度影响大，在用户使用过程中常出现超负荷工作时传统断路装置不动作的情况，由此造成两种不良后果：一种是汽油机动力严重下降，影响汽油机的工作寿命；一种是发电机定、转子总成发热严重，效率降低，严重时导致发电机定、转子总成烧毁。

三、发明内容

本实用新型的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种可精确控制输出电流，受温度影响小的，汽油机动力稳定、提高汽油发电机工作寿命的汽油发电机组的智能断路器。

本实用新型采用这样的技术方案，一种汽油发电机组的智能断路器，包括有提供工作电源的电源电路，其特点是还包括有电流检测电路、信号转换电路、单片机控制电路、报警输出电路，电流检测电路的输入端与汽油发电机组的主输出电流的一端连接，输出端与信号转换电路的输入端连接，信号转换电路的输出端与单片机控制电路的信号输入端连接，单片机控制电路的控制输出端与报警输出电路的输入端连接，报警输出电路的输出控制端与汽油发电机组控制面板上的电流输出插孔连接，其输出控制的输入端与电流检测电路的输入端连接。

按本实用新型提供的汽油发电机组的智能断路器，当汽油发电机组启动后，单片机控制电路上电复位，进入待机状态。电流检测电路将机组输出的主电流信号转变为线性变化的交流电压，再将其交流电压信号转换为直流的信号电压，该直流信号电压随着主输出电流的变化而线性变化。该直流信号电压经信号转换电路将直流信号电压转变为单片机控制电路可以直接识别的数字信号。该数字信号由单片机控制电路输入端输入，其输出端输出控制信号驱动报警输出电路，实现报警和控制。

本实用新型结构简单，能精确控制输出电流，受温度影响小，汽油机动力稳定，输出电流大于最大输出电流或输出回路短路时，切断汽油发电机组输出回路，达到保护汽油机组发电机定、转子总成的目的，从而提高汽油发电机组的工作寿命。

四、附图说明

本实用新型有如下附图：

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的电路原理图。

五、具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的实施方案。如图1所示，一种汽油发电机组的智能断路器，包括有提供工作电源的电源电路5，其特点是还包括有电流检测电路1、信号转换电路2、单片机控制电路3、报警输出电路4，电流检测电路1的输入端与汽油发电机组的主输出电流的一端连接，输出端与信号转换电路2的输入端连接，信号转换电路2的输出端与单片机控制电路3的信号输入端连接，单片机控制电路3的控制输出端与报警输出电路4的输入端连接，报警输出电路4的输出控制端与汽油发电机组控制面板上的电流输出插孔连接，其输出控制的输入端与电流检测电路1的输入端连接。

在图2所示的实施例中，电流检测电路1由电流互感器T1、二级管D8、D6、D9、电阻R13-R16、电容C4、C9组成，输入端电流互感器T1初级的一端与汽油发电机组主输出电流的一端连接，电流互感器T1初级的另一端与报警输出电路4中的继电器K1常闭触点的定触头连接，输出端二极管D9的阴极和电容C4、C9的共接点与信号转换电路2的输入端电位器R1、R2、R3、R4的一端连接。电流互感器T1将主电流信号转变为线性变化的交流电压，该交流信号通过二极管D8、D6、D9整流和电容C4、C9滤波后得到直流的信号电压，该直流电压也随着主输出电流的增大而线性增大，随着主输出电流的减少而线性减小。

信号转换电路2由电压比较器U3A、U3B、U3C、U3D、二极管D7、D10、D12、D11、稳压二极管D13、D14、D15、D16、电位器R1、R2、R3、R4、电阻R5、R6、R7、R9、R10、RF1构成的四个相同的电压比较电路组成，输入端各个电压比较器U3A、U3B、U3C、U3D的同相端的电位器R1、R2、R3、R4两端对应并联，其一端与电流检测电路1的输出端二极官D9阴极和电容C4、C9的共接点连接，另一端经限流电阻RF1与地连接，各电压比较器的反向端并联连接，输出端各二极管D7、D10、D12、D11的阴极和稳压二极管D13、D14、D15、D16的阴极的共接点分别与单片机控制电路3中的单片微处理器U4的信号输入口RA1、RA0、RA2、RA3连接。集成电路U3A、U3B、U3C、U3D四只独立的电压比较器，分别为其反相端引入+5V的基准电压信号，R5即为基准电压的限流电阻。直流信号电压分别通过电位器R1、R2、R3、R4分压后引入四只电压比较器的同相端，此四只电位器通过调节可设置四个不同的电压信号点，即可得到四个不同的电流信号，当同相端电压高于反相端电压时，其相应的输出端即可得到高电位。因此从U3A、U3B、U3C、U3D的2、1、13、14脚即可由于主输出电流的变化而得到0000、0001、0011、0111、1111五种数字信号。其中R6、R7、R9、R10为U3A、U3B、U3C、U3D输出端的上拉电阻，二极管D7、D10、D12、D11为U3A、U3B、U3C、U3D输出端的隔离二极管，稳压管D13、D14、D15、D16分别为该数字信号进入单片机的保护稳压管，防止因单片机的I/O口电压偏高而损坏单片机。电阻RF1为四只电位器的限流电阻，可以防止四只电位器调节时的互相影响和防止造成直流信号电压因电位器的设置而发生变化。

单片机控制电路3由单片微处理器U4、电阻R11、R12、R8、电容C10、C8、按钮开关J1组成，输入端单片微处理器U4的信号输入口RA1、RA0、RA2、RA3分别与信号转换电路2中的四个电压比较电路的输出端各二极管D7、D10、D12、D11的阴极和稳压二极管D13、D14、D15、D16的阴极的共接点连接。集成电路U4为单片微处理器，其3脚外接电阻R12到+5V为其时钟口上拉电阻。其4脚外接电阻R11、电容C10和复位开关J1共同组成单片机的复位电路。其16脚外接电阻R8和电容C8共同组成单片机的RC振荡电路，为单片机的工作提供时钟基准。将单片机的1、2、17、18脚设置为信号输入口，单片机的10、11、12、13脚设置为控制输出口。

报警输出电路4由三极管Q1、Q2、Q3、Q4、二极管D5、双色发光二极管D17、电阻R17-R22、蜂鸣器LS1、继电器K1组成，输入端各三极管Q1、Q2、Q3、Q4的基极电阻R17、R18、R19、R20分别与单片机控制电路3中的单片微处理器U4的控制输出口RB7、RB6、RB5、RB4连接，三极管Q1、Q4的发射极接地，三极管Q3、Q2的发射极分别与双色发光二极管D17的绿色阳极2脚和红色阳极1脚连接，继电器K1的常闭触点的定触头与电流检测电路1中的电流互感器T1的一端连接，动触头与汽油发电机组控制面板上的电流输出插孔连接。采用单刀单掷的继电器作为切断主输出电流的部件，采用双色发光二极管和蜂鸣器作为报警指示。当单片机输入口信号为0000时，输出口无输出，即为不动作；当主输出电流到达额定电流时，单片机输入口信号变为0001，此时输出口11脚输出+5V，即二极管绿色灯亮；当主输出电流接近最大输出电流时，单片机输入口信号变为0011，此时输出口11、10脚均输出+5V，即三极管Q4基极通过限流电阻R20得到驱动电流，从而Q4导通，因此蜂鸣器开始报警；当主输出电流到达最大输出电流时，单片机输入口信号变为0111，此时输出口12、10脚均输出+5V，11脚不输出绿灯灭，即三极管Q2基极通过限流电阻R18得到驱动电流，从而Q2导通，因此双色发光二极管红色灯亮，蜂鸣器继续报警，并且单片机内部开始计时，到达1分钟后输出口13脚输出+5V，即三极管Q1通过限流电阻R17得到驱动电流，从而Q1导通继电器K1吸合，切断主输出电流；在任何时侯当单片机输入口得到1111的信号时，即得到短路信号时，单片机输出口10、12、13脚均立即输出+5V，即使K1动作切断主输出电流。

电源电路5由整流桥二极管D1-D4、三端稳压器U1、U2、电容C1-C3、C5-C7组成，输入端整流桥的二极管D1、D3的阳极和二极管D2、D4的阴极的共接点与汽油发电机组的发电机定子中燃油电磁阀绕组连接，三端稳压器U1、U2输出端3脚分别与智能断路器各电路的+12V和+5V工作电压输入端连接。发电机定子绕组上燃油电磁阀绕组输出电压为交流14，将其引入智能断路器后，通过二极管D1、D2、D3、D4桥式整流，电容C1、C5滤波后得到+19V的直流电压，再通过三端稳压集成电路U1得到直流+12V工作电流。直流12V通过电容C2、C6滤波后经过三端稳压集成电路U2、电容C3、C7滤波后即得到直流+5V工作电源。

Claims (6)

1、一种汽油发电机组的智能断路器，包括有提供工作电源的电源电路(5)，其特征在于还包括有电流检测电路(1)、信号转换电路(2)、单片机控制电路(3)、报警输出电路(4)，电流检测电路(1)的输入端与汽油发电机组的主输出电流的一端连接，输出端与信号转换电路(2)的输入端连接，信号转换电路(2)的输出端与单片机控制电路(3)的信号输入端连接，单片机控制电路(3)的控制输出端与报警输出电路(4)的输入端连接，报警输出电路(4)的输出控制端与汽油发电机组控制面板上的电流输出插孔连接，其输出控制的输入端与电流检测电路(1)的输入端连接。

2、按权利要求1所述的汽油发电机组的智能断路器，其特征在于所述的电流检测电路(1)由电流互感器(T1)、二级管(D8、D6、D9)、电阻(R13-R16)、电容(C4、C9)组成，输入端电流互感器(T1)初级的一端与汽油发电机组主输出电流的一端连接，电流互感器(T1)初级的另一端与报警输出电路(4)中的继电器(K1)常闭触点的定触头连接，输出端二极管(D9)的阴极和电容(C4、C9)的共接点与信号转换电路(2)的输入端电位器(R1、R2、R3、R4)的一端连接。

3、按权利要求1所述的汽油发电机组的智能断路器，其特征在于所述的信号转换电路(2)由电压比较器(U3A、U3B、U3C、U3D)、二极管(D7、D10、D12、D11)、稳压二极管(D13、D14、D15、D16)、电位器(R1、R2、R3、R4)、电阻(R5、R6、R7、R9、R10、RF1)构成的四个相同的电压比较电路组成，输入端各个电压比较器(U3A、U3B、U3C、U3D)的同相端的电位器(R1、R2、R3、R4)两端对应并联，其一端与电流检测电路(1)的输出端二极管(D9)阴极和电容(C4、C9)的共接点连接，另一端经限流电阻(RF1)与地连接，各电压比较器的反向端并联连接，输出端各二极管(D7、D10、D12、D11)的阴极和稳压二极管(D13、D14、D15、D16)的阴极的共接点分别与单片机控制电路(3)中的单片微处理器(U4)的信号输入口(RA1、RA0、RA2、RA3)连接。

4、按权利要求1所述的汽油发电机组的智能断路器，其特征在于所述的单片机控制电路(3)由单片微处理器(U4)、电阻(R11、R12、R8)、电容(C10、C8)、按钮开关(J1)组成，输入端单片微处理器(U4)的信号输入口(RA1、RA0、RA2、RA3)分别与信号转换电路(2)中的四个电压比较电路的输出端各二极管(D7、D10、D12、D11)的阴极和稳压二极管(D13、D14、D15、D16)的阴极的共接点连接。

5、按权利要求1所述的汽油发电机组的智能断路器，其特征在于所述的报警输出电路(4)由三极管(Q1、Q2、Q3、Q4)、二极管(D5)、双色发光二极管(D17)、电阻(R17-R22)、蜂鸣(LS1)、继电器(K1)组成，输入端各三极管(Q1、Q2、Q3、Q4)的基极电阻(R17、R18、R19、R20)分别与单片机控制电路(3)中的单片微处理器(U4)的控制输出口(RB7、RB6、RB5、RB4)连接，三极管(Q1、Q4)的发射极接地，三极管Q3、Q2)的发射极分别与双色发光二极管(D17)的绿色阳极2脚和红色阳极1脚连接，继电器(K1)的常闭触点的定触头与电流检测电路(1)中的电流互感器(T1)的一端连接，动触头与汽油发电机组控制面板上的电流输出插孔连接。

6、按权利要求1所述的汽油发电机组的智能断路器，其特征在于所述的电源电路(5)由整流桥二极管(D1-D4)、三端稳压器(U1、U2)、电容(C1-C3、C5-C7)组成，输入端整流桥的二极管(D1、D3)的阳极和二极管(D2、D4)的阴极的共接点与汽油发电机组的发电机定子中燃油电磁阀绕组连接，三端稳压器(U1、U2)输出端3脚分别与智能断路器各电路的+12V和+5V工作电压输入端连接。