一种自动转换开关电器控制器制造技术

一种自动转换开关电器控制器，由电源模块、电压采集模块、单片机控制模块、电机‑电闸切换模块和人机交互模块组成，电源模块接入常用、备用两路电源为系统供电；电压采集模块，采集两路电源的各项电压值，并将采集结果送入单片机控制模块；单片机控制模块，处理采集到的信息，判断是否出现电源故障，控制电机‑开关切换模块做出相应动作；电机‑电闸切换模块，受单片机控制切换电源；人机交互模块包括LED电路、按键电路与报警电路，分别用于显示当前供电电源、手动自复和及时报警。本实用新型专利技术可实时检测常用/备用电源的工作状况，通过微处理器集信号采集与发布控制命令于一体，具有自投自复的功能，大大提高了控制器的运行效率和抗干扰性。

Automatic change-over switch electric appliance controller

An automatic transfer switch controller consists of power module, voltage acquisition module, MCU control module, motor switch switching module and human-machine interface module, power module, power supply for access to common standby power supply system; voltage acquisition module, the voltage acquisition two power value, and the acquisition results into the microcontroller control module MCU; control module, processing the collected information, to determine whether there is a power failure, the motor control switch module to make the appropriate action; motor switch switching module, switching power supply controlled by single chip microcomputer; man-machine interface module includes LED circuit, key circuit and alarm circuit are used to display the current power supply, manual and self recovery timely alarm. The utility model can be used to detect real-time working status / backup power, and released by the microprocessor control command in one set of signal acquisition, with automatic recovery function, greatly improve the efficiency of controller and anti-interference.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及开关控制器，尤其是一种自动转换开关电器控制器。
技术介绍
自动转换开关电器(ATSE)将一个或几个负载电路从一个电源转换至另一个电源，是检测电源故障、维持供电连续的重要电器。ATSE通常由开关本体和控制器两部分组成，其中控制器对两路电源-常用电源与备用电源的工作状态实行监控，并在检测到电源故障，如三相电压中任意一相断相、欠压或者过压时发出指令，控制开关本体进行电源切换动作。经过对双电源自动切换装置的市场调研，发现导致供电系统不连续的原因中，70％是由于控制器的故障，由此可见，控制器在ATSE中起关键作用。对于控制器的设计，应着重考虑以下两点：1)控制器的可靠性：在控制器的工作过程中，若直接从常用电源与备用电源中采集信号检测，则主回路必然产生电压波动、浪涌电压，受谐波干扰、电磁干扰等的影响，故要采取措施增强控制器的可靠性；2)控制器的安全性：在保障控制器实现准确检测与快速切换的同时必须以保证其安全为前提。
技术实现思路
本技术的目的是为解决上述问题，提供一种自动转换开关电器控制器，该控制器以STC204D2单片机为核心控制器件、C语言为开发语言的ATSE智能控制器，可实时检测常用/备用电源的工作状况，通过微处理器集信号采集与发布控制命令于一体，具有自投自复的功能，大大提高了控制器的运行效率。本技术的技术方案：一种自动转换开关电器控制器，由电源模块、电压采集模块、单片机控制模块、电机-电闸切换模块和人机交互模块组成，电源模块分为常用电源电路、备用电源电路与稳压电路三部分，常用电源电路与常用电源各相输入端相连，备用电源电路与备用电源各相输入端相连，对两路输入电源分别进行降压、滤波、整流之后，并联输入稳压电路，从中选择电压较高的一路电源，其输出端与单片机的电源输入引脚相连，为系统供电；电压采集模块分为常用电源电压采集与备用电源电压采集两部分，分别与常用、备用电源各相输入端相连，三相电压检测电路相同，将输入电压分压，经过光电耦合器滤除干扰信号后，得到检测电压，其输出端接单片机的相应引脚；单片机控制模块为本技术的核心部分，其输入端接电压检测模块的输出端，接收检测到的电源电压数据，在其内部进行AD转换后，通过软件编程判断电源工作状态是否出现故障，并对电机-开关模块发出相应切换命令，其输出端通过与两个继电器与三个压敏电阻相连，驱动、控制电机-电闸切换模块；电机-电闸切换模块由直流电机与常用电闸和备用电闸组成，两个电闸分别配置于电机的左右两端，常用电闸接常用电源，备用电闸接备用电源，电机正转时常用电闸闭合，常用电源供电，电机反转时备用电闸闭合，备用电源供电；人机交互模块配置于控制面板上，包括LED电路、按键电路与报警电路，其输入端与单片机相应引脚相连，受单片机软件编程控制。按键模块允许手动操作，控制常用/备用电源之间相互切换；常用、备用电源各设有一个LED灯，其中一个电源供电时，相应的LED灯亮，显示当前供电电源；当控制器检测到电源故障时，报警模块的蜂鸣器发出声响，使电源故障得到及时处理。本技术的工作机理：该ATSE控制器，具有自投自复功能，若常用电源发生故障，自动切换到备用电源供电，若常用电源恢复正常，自动切换回常用电源供电。电压采集模块对常用、备用三相电源的各个相电压进行检测，并将结果送入单片机，单片机作为控制核心对采集到的各相电压值进行比较，高于125％设定值(可调)判为过压，低于75％设定值判为欠压，电压值为0判为断相，之后根据判定结果发出指令，控制电机在常用/备用电源之间切换。若常用电源发生故障，自动切换到备用电源供电，若常用电源恢复正常，自动切换回备用电源供电。人机互动部分包括LED电路、按键电路与报警电路，LED电路显示当前电源；按键电路在特殊状况下允许手动自复；报警电路在电源出现故障时发出报警声，使故障得到及时修复。本技术的有益效果是：该控制器可实时检测常用/备用电源的工作状况，通过微处理器集信号采集与发布控制命令于一体，具有自投自复的功能，大大提高了控制器的运行效率；控制面板设有按键控制模块、LED显示模块与报警模块，起到手动切换电源与警示电源故障的作用，使电源故障尽快被人发现并得到解决；硬件与软件部分均有抗干扰设计，增强系统的抗干扰性。附图说明图1为该控制器结构示意图。图2为电源电路示意图。图3为电压采集电路示意图。图4为电机-电闸切换电路示意图。图5为系统控制流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。实施例：一种自动转换开关电器控制器，如图1所示，由电源模块、电压采集模块、单片机控制模块、电机-电闸切换模块和人机交互模块组成，电源模块分为常用电源电路、备用电源电路与稳压电路三部分，常用电源电路与常用电源各相输入端相连，备用电源电路与备用电源各相输入端相连，对两路输入电源分别进行降压、滤波、整流之后，并联输入稳压电路，从中选择电压较高的一路电源，其输出端与单片机的电源输入引脚相连，为系统供电；选择供电状况良好的一路作为供电电源，有效避免了因其中一路电源出现故障导致系统供电失常的状况；电压采集模块分为常用电源电压采集与备用电源电压采集两部分，分别与常用、备用电源各相输入端相连，三相电压检测电路相同，将输入电压分压，经过光电耦合器滤除干扰信号后，得到检测电压，其输出端接单片机的相应引脚；通过光电耦合器达到抗干扰的效果，增强系统性能；单片机控制模块为本技术的核心部分，其输入端接电压检测模块的输出端，接收检测到的电源电压数据，在其内部进行AD转换后，通过软件编程判断电源工作状态是否出现故障，并对电机-开关模块发出相应切换命令，其输出端通过与两个继电器与三个压敏电阻相连，驱动、控制电机-电闸切换模块；软件编程可调节欠压、过压范围，增强系统的灵活性与可扩展性，而且执行速度快，减少整体切换时间，经测试，本技术可在0.2秒内完成自动切换；电机-电闸切换模块由直流电机与常用电闸和备用电闸组成，两个电闸分别配置于电机的左右两端，常用电闸接常用电源，备用电闸接备用电源，电机正转时常用电闸闭合，常用电源供电，电机反转时备用电闸闭合，备用电源供电；该模块通过继电器和压敏电阻与单片机相连，受单片机控制动作，具有自投自复功能，即若常用电源发生故障，自动切换到备用电源供电，若常用电源恢复正常，自动切换回备用电源供电；人机交互模块配置于控制面板上，包括LED电路、按键电路与报警电路，其输入端与单片机相应引脚相连，受单片机软件编程控制。按键模块允许手动操作，控制常用/备用电源之间相互切换；常用、备用电源各设有一个LED灯，其中一个电源供电时，相应的LED灯亮，显示当前供电电源；当控制器检测到电源故障时，报警模块的蜂鸣器发出声响，使电源故障电源故障尽快被发现并得到及时处理。图2为电源电路示意图。常用/备用电源采用标准市电三相交流电源(220V50Hz)，同时作为切换电路中电机的供电电源。STC204D2单片机需5V直流电源供电，故设计图2所示电源电路将220V交流电转换为5V直流电。选择常用电/备用电A相电压作为电源为单片机供电，在两路电源中选择电压较高的一路为单片机供电，有效避免了因其中一路电源出现故障导致系统供电失常的状况。由变压器T1将A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动转换开关电器控制器，其特征在于：由电源模块、电压采集模块、单片机控制模块、电机‑电闸切换模块和人机交互模块组成，电源模块分为常用电源电路、备用电源电路与稳压电路三部分，常用电源电路与常用电源各相输入端相连，备用电源电路与备用电源各相输入端相连，对两路输入电源分别进行降压、滤波、整流之后，并联输入稳压电路，从中选择电压较高的一路电源，其输出端与单片机的电源输入引脚相连，为系统供电；电压采集模块分为常用电源电压采集与备用电源电压采集两部分，分别与常用、备用电源各相输入端相连，三相电压检测电路相同，将输入电压分压，经过光电耦合器滤除干扰信号后，得到检测电压，其输出端接单片机的相应引脚，所述电压采集方法为：任取交流电源，接入电阻R5＝440kΩ与R6＝1.8kΩ串联电路中，电阻R6并联光电耦合器起到隔离作用，经过电容C6＝100nF的稳压，以及电阻R7＝2MΩ并联C7＝100nF的滤波作用，采集到小信号NA，实现应用于自动转换开关控制器的电压采集；单片机控制模块为本实用新型的核心部分，其输入端接电压检测模块的输出端，接收检测到的电源电压数据，在其内部进行AD转换后，通过软件编程判断电源工作状态是否出现故障，并对电机‑开关模块发出相应切换命令，其输出端通过与两个继电器与三个压敏电阻相连，驱动、控制电机‑电闸切换模块；电机‑电闸切换模块由直流电机与常用电闸和备用电闸组成，两个电闸分别配置于电机的左右两端，常用电闸接常用电源，备用电闸接备用电源，电机正转时常用电闸闭合，常用电源供电，电机反转时备用电闸闭合，备用电源供电；人机交互模块配置于控制面板上，包括LED电路、按键电路与报警电路，其输入端与单片机相应引脚相连，受单片机软件编程控制。按键模块允许手动操作，控制常用/备用电源之间相互切换；常用、备用电源各设有一个LED灯，其中一个电源供电时，相应的LED灯亮，显示当前供电电源；当控制器检测到电源故障时，报警模块的蜂鸣器发出声响，使电源故障得到及时处理。...

【技术特征摘要】
1.一种自动转换开关电器控制器，其特征在于：由电源模块、电压采集模块、单片机控制模块、电机-电闸切换模块和人机交互模块组成，电源模块分为常用电源电路、备用电源电路与稳压电路三部分，常用电源电路与常用电源各相输入端相连，备用电源电路与备用电源各相输入端相连，对两路输入电源分别进行降压、滤波、整流之后，并联输入稳压电路，从中选择电压较高的一路电源，其输出端与单片机的电源输入引脚相连，为系统供电；电压采集模块分为常用电源电压采集与备用电源电压采集两部分，分别与常用、备用电源各相输入端相连，三相电压检测电路相同，将输入电压分压，经过光电耦合器滤除干扰信号后，得到检测电压，其输出端接单片机的相应引脚，所述电压采集方法为：任取交流电源，接入电阻R5＝440kΩ与R6＝1.8kΩ串联电路中，电阻R6并联光电耦合器起到隔离作用，经过电容C6＝100nF的稳压，以及电阻R7＝2MΩ并联C7＝100nF的滤波作用，采集到小信号NA，实现应用于自动转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊峰，武彦飞，袁硕，童峥嵘，邢文华，柴谭雪，吴发林，吴彦，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：新型
国别省市：天津;12