智能强电开关控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种智能强电开关控制器，包括：微处理器，负责数据及指令的处理与传输；电源转换供电单元，所述电源转换供电单元的输入端连接市电，其输出端与所述开关控制器中的其他部件相连；负载供电单元，所述负载供电单元的输入端连接市电，其输出端连接负载；电量检测单元，所述电量检测单元用于检测所述负载供电单元的输出电流和输入电压；电量计量单元，所述电量计量单元的输入端连接所述电量检测单元，所述电量计量单元的输出端连接所述微处理器，所述电量计量单元用于监测并处理负载的相关电量参数；通讯单元，用于所述微处理器与上行通讯单元进行通讯。本实用新型专利技术可以检测负载的电压、电流等电量信号，当出现异常时自动切断开关。

【技术实现步骤摘要】
智能强电开关控制器
本技术涉及开关控制器
，具体涉及一种智能强电开关控制器。
技术介绍
目前，现有的开关控制器只能控制用电设备的电源，无法得知用电设备的功率状态、运行状态，这样会导致用电设备的安全性能变低，当用电设备出现异常或过流时会烧坏开关控制器，很容易误判定为开关控制器的质量问题，不仅影响开关控制器的使用寿命，且影响用电设备的作业效率，同时造成了严重的经济损失。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种智能强电开关控制器，能够检测负载的电压和电流，当出现异常时自动切断开关，有效保护电路元件和负载。为实现以上目的，本技术通过以下技术方案实现：智能强电开关控制器，包括：微处理器，负责数据及指令的处理与传输；电源转换供电单元，所述电源转换供电单元的输入端连接市电，其输出端与所述开关控制器中的其他部件相连，用于将市电交流电转换成开关控制器所需的直流电源，从而为整个开关控制器供电；负载供电单元，所述负载供电单元的输入端连接市电，其输出端连接负载；电量检测单元，所述电量检测单元包括电流感应电路和电压感应电路，分别用于检测所述负载供电单元的输出电流和输入电压；电量计量单元，所述电量计量单元的输入端分别连接所述电流感应电路的输出端和所述电压感应电路的输出端，所述电量计量单元的输出端连接所述微处理器，所述电量计量单元用于监测并处理负载的相关电量参数；通讯单元，用于所述微处理器与上行通讯单元进行通讯。上述技术方案中，所述电流感应电路包括电流感应器CT1，所述电流感应器CT1的管脚1连接市电的火相线，其管脚2连接负载供电电路的引线L_IN-COM，其管脚3与电阻R48的一端和电阻R50的一端相连，其管脚4与电阻R48的另一端和电阻R49的一端相连，所述电阻R49的另一端与电阻R57的一端、电容C42的一端及电流感应电路输出负极V1N相连，所述电阻R50的另一端与电容C43的一端、电阻R58的一端及电流感应电路输出正极V1P相连，所述电容C42的另一端与电容C43的另一端相连后接地，所述电阻R57的另一端和电阻R58的另一端皆与电流感应电路输出参考端VREF相连。上述技术方案中，所述电压感应电路包括电压感应器PT1，所述电压感应器PT1的管脚1连接电阻R44的一端，所述电阻R44的另一端伸出引线L_IN-COM，其管脚2接地，其管脚3与电阻R52的一端、电阻R54的一端相连，其管脚4与电阻R52的另一端、电阻R53的一端相连，所述电阻R53的另一端与电容C44的一端、电压感应电路输出正极V3P相连，所述电阻R54的另一端与电容C45的一端、电压感应电路输出负极V3N相连，所述电容C44的另一端和电容C45的另一端连接后接地。上述技术方案中，所述负载供电电路包括光电耦合器U6和可控硅Q6，所述光电耦合器U6的管脚1经电阻R23、电阻R20、发光二极管D4后分成两支路，一支路连接至光电耦合器U6的管脚2，另一支路连接至三极管Q5的集电极，所述三极管Q5的基极与电阻R19一端、电阻R21的一端相连，所述三极管Q5的发射极与电阻R21的另一端连接后接地，所述电阻R19的另一端连接微处理器，所述光电耦合器U6的管脚4与电阻R28的一端，可控硅Q6的管脚3相连，所述光电耦合器U6的管脚6与电阻R27的一端相连，所述可控硅Q6的管脚1与电阻R28的另一端、电容C24的一端及市电的零相线相连，所述可控硅Q6的管脚2与电阻R27的另一端、电阻R34的一端及市电的火相线相连，所述电阻R34的另一端与电容C24的另一端相连。上述技术方案中，所述通讯单元包括无线通讯单元和有线通讯单元。进一步，作为优选方案，所述无线通讯单元为LoRa、ZigBee、wifi、lifi、NBIOT、Wi-Sun、Sigfox、Z-wave、SUb-1GHz、433MHz、2.4GHz、ZETA、Thread、NFC、UWB、蓝牙、4G、5G中的一种或多种。进一步，作为优选方案，所述有线通讯单元包括以太网、KNX、ABB、LON、EIB、CAN、RS485、RS232和MBUS中的一种或多种。上述技术方案中，还包括PHY电路单元，用于实现物理层功能。上述技术方案中，还包括时钟电路单元，用于记录时间信息；所述时钟电路单元连接备用电池，当系统掉电后所述时钟电路单元仍能继续记录时间信息。进一步，作为优选方案，所述电源转化供电单元的输出电压为+5V。上述技术方案中，还包括稳压电路，所述稳压电路的输入端连接所述电源转化供电单元的输出端，所述稳压电路的输出端连接所述微处理器的电源输入端；所述稳压电路始终处于输出状态，以为所述微处理器提供持续供电电压。进一步，作为优选方案，所述稳压电路的输出电压为+3.3V。本技术与现有技术相比，有益效果在于：本技术通过在现有开关控制器上增设电量计量单元和电量检测单元，可以检测负载的电压、电流等电量信号，并对检测到的电量信号进行运算和编码，设定阀值，当出现异常时自动切断开关，保护电路元件和负载；电量计量单元通过SPI串口与微处理器通讯，经微处理器进一步处理后能够通过通讯单元供远程查询，能将异常上报平台，方便用户及时进行故障检测和维修；同时通过电量检测单元，方便用户获取负载设备的电量能耗值并对负载设备的性能进行评估。本开关控制器的负载供电单元采用本可控硅作为开关管，无电火花、拉弧现象，反应速度快，抗浪涌能力强。附图说明图1是本技术具体实施例的开关控制器的拓扑图。图2是本技术具体实施例的电源转换供电单元的电路结构图。图3是本技术具体实施例的负载供电单元的电路结构图。图4是本技术具体实施例的电量计量单元的电路结构图。图5是本技术具体实施例的电流感应电路的电路结构图。图6是本技术具体实施例的电压感应电路的电路结构图。图7是本技术具体实施例的稳压电路的电路结构图。图8是是本技术具体实施例的LoRa通讯单元的电路结构图。图9是本技术具体实施例的时钟电路单元的电路结构图。图10是本技术具体实施例的微处理器主芯片的电路结构图。具体实施方式下面结合附图对本技术进行详细的描述：实施例1参阅图1，一种智能强电开关控制器，包括：微处理器，负责数据及指令的处理与传输；电源转换供电单元，所述电源转换供电单元的输入端连接市电，其输出端与所述开关控制器中的其他部件相连，用于将市电交流电转换成开关控制器所需的直流电源，从而为整个开关控制器供电；负载供电单元，所述负载供电单元的输入端连接市电，其输出端连接负载；电量检测单元，所述电量检测单元包括电流感应电路和电压感应电路，分别用于检测所述负载供电单元的输出电流和输入电压；电量计量单元，所述电量计量单元的输入端分别连接所述电流感应电路的输出端和所述电压感应电路的输出端，所述电量计量单元的输出端连接所述微处理器，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能强电开关控制器，其特征在于：包括：/n微处理器，负责数据及指令的处理与传输；/n电源转换供电单元，所述电源转换供电单元的输入端连接市电，其输出端与所述开关控制器中的其他部件相连，用于将市电交流电转换成开关控制器所需的直流电源，从而为整个开关控制器供电；/n负载供电单元，所述负载供电单元的输入端连接市电，其输出端连接负载；/n电量检测单元，所述电量检测单元包括电流感应电路和电压感应电路，分别用于检测所述负载供电单元的输出电流和输入电压；/n电量计量单元，所述电量计量单元的输入端分别连接所述电流感应电路的输出端和所述电压感应电路的输出端，所述电量计量单元的输出端连接所述微处理器，所述电量计量单元用于监测并处理负载的相关电量参数；/n通讯单元，用于所述微处理器与上行通讯单元进行通讯。/n

【技术特征摘要】
1.智能强电开关控制器，其特征在于：包括：
微处理器，负责数据及指令的处理与传输；
电源转换供电单元，所述电源转换供电单元的输入端连接市电，其输出端与所述开关控制器中的其他部件相连，用于将市电交流电转换成开关控制器所需的直流电源，从而为整个开关控制器供电；
负载供电单元，所述负载供电单元的输入端连接市电，其输出端连接负载；
电量检测单元，所述电量检测单元包括电流感应电路和电压感应电路，分别用于检测所述负载供电单元的输出电流和输入电压；
电量计量单元，所述电量计量单元的输入端分别连接所述电流感应电路的输出端和所述电压感应电路的输出端，所述电量计量单元的输出端连接所述微处理器，所述电量计量单元用于监测并处理负载的相关电量参数；
通讯单元，用于所述微处理器与上行通讯单元进行通讯。


2.根据权利要求1所述的智能强电开关控制器，其特征在于：所述电流感应电路包括电流感应器（CT1），所述电流感应器（CT1）的管脚1连接市电的火相线，其管脚2连接负载供电电路的引线（L_IN-COM），其管脚3与电阻（R48）的一端和电阻（R50）的一端相连，其管脚4与电阻（R48）的另一端和电阻（R49）的一端相连，所述电阻（R49）的另一端与电阻（R57）的一端、电容（C42）的一端及电流感应电路输出负极（V1N）相连，所述电阻（R50）的另一端与电容（C43）的一端、电阻（R58）的一端及电流感应电路输出正极（V1P）相连，所述电容（C42）的另一端与电容（C43）的另一端相连后接地，所述电阻（R57）的另一端和电阻（R58）的另一端皆与电流感应电路输出参考端（VREF）相连。


3.根据权利要求1所述的智能强电开关控制器，其特征在于：所述电压感应电路包括电压感应器（PT1），所述电压感应器（PT1）的管脚1连接电阻（R44）的一端，所述电阻（R44）的另一端伸出引线（L_IN-COM），其管脚2接地，其管脚3与电阻（R52）的一端、电阻（R54）的一端相连，其管脚4与电阻（R52）的另一端、电阻（R53）的一端相连，所述电阻（R53）的另一端与电容（C44）的一端、电压感应电路输出正极（V3P）相连，所述电阻（R54）的另一端与电容（C45）的一端、电压感应电路输出负极（V3N）相连，所述电容（C44）的另一端和电容（C45）的另一端连接后接地。


4.根据权利要求1所述的智能强电开关控制器，其特征在于：所述负载供电电路包括光电耦合器（U6）和可控硅（Q6），所述光电耦...

【专利技术属性】
技术研发人员：严飞飞，严少斌，轩北松，韦小东，
申请(专利权)人：上海博昂电气有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31