CN100463333C - 双电源自动转换开关控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双电源自动转换开关控制装置，该电路包括控制电路，其输入端接收消防信号、外控、限位开关信号，控制电路分别与常用电源检测电路、备用电源检测电路相连，同时与控制电路电源连接，控制电路输出端连接双电源自动转换开关；其特征在于控制电路主要由两片型号为4013的双主从二极管D触发器U1、U2和一片型号为4001四2输入或非门U3连接，实现了双电源自动转换开关的逻辑控制。该控制电路线路简单，设计合理，性能可靠，使用最少的元器件实现了双电源自动转换开关的所有功能，并且使用的双主从二极管D触发器与四2输入或非门是最基本的集成电路芯片，价格低，市场上货源充足，生产制造简单，易形成规模化生产。

Description

双电源自动转换开关控制装置

技术领域

本发明涉及一种电源控制装置，特别涉及一种双电源自动转换开关控制装置。

背景技术

目前，双电源自动转换开关，大多采用电子控制装置。依据国家与行业现行有关规范的要求，对于一些重要的一、二级负荷，应采用双电源供电；但高层建筑的消防控制室、消防泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电，应在末一级配电箱处设置自动切换装置。为了保证重要负荷供电的连续性，双电源自动转换开关电器的应用需求越来越广泛，技术性能要求也越来越高，双电源自动转换开关的性能和可靠性，将直接影响着各重要场所用电的安全与可靠，已成为低压配电系统中不可缺少的一个重要组成部分。九十年代末我国开始着手研发到至今生产出各种类型的产品。自动转换开关控制形式从最早到现在经历了三个发展过程，第一代产品是采用低压分立元器件组成的传统转换控制系统，它的缺点是体积大，功能单一、可靠性差；第二代产品是应用模拟电路设计的电子产品，比第一代的产品性能等方面有了较大的提高，但可靠性上以及参数设定与调整方面，还在应用上受到一定的限制；第三代是应用智能控制器，以数字电路为基础设计的电子产品，大大提高了转换控制的功能。现在市场上的数字电路为基础的控制器，线路复杂、成本高，制造生产工艺复杂，可靠性不是很高。因此在保证技术性能的前提下，设计一种线路简单合理，制造生产简单，成本低、可靠性高的双电源自动转换开关控制装置是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种线路简单、性能可靠、应用广泛的双电源自动转换开关控制装置。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种双电源自动转换开关控制装置，该电路包括控制电路，其输入端接收消防信号、外控信号、限位开关信号，控制电路分别与常用电源检测电路、备用电源检测电路相连，同时与控制电路电源连接，控制电路输出端连接双电源自动转换开关；其特征在于控制电路由以下自动转换控制部分和手动转换控制部分连接组成：

所述手动转换控制部分的组成包括：外控信号输入端子J4的7脚通过电阻R2分别与稳压管DY1阴极和二极管D1阳极连接，组成消防合信号的输入电路，二极管D1阴极与控制按钮SB1连接，再与电阻R1连接，组成合常用电源信号的输入电路与D触发器U1A的6脚连接；控制按钮SB2连接电阻R11组成合备用电源信号的输入电路，再分别与D触发器U2A的6脚及二极管D4的阳极相连，二极管D4的阴极与D触发器U1B的8脚连接；外控信号输入端子J4的6脚通过电阻R22分别与稳压管DY2阴极和二极管D8阳极连接组成消防分信号的输入电路；控制按钮SB3与二极管D8阴极连接，再连接电阻R17组成双分信号的输入电路与D触发器U2B的8脚连接；限位开关信号的输入端子J3的2脚连接电阻R5组成主限位开关信号输入电路，再与D触发器U1A的4脚连接，限位开关信号的输入端子J3的3脚分别连接二极管D6阳极及电阻R14，组成两路副限位开关信号的输入电路，再分别与D触发器U1B的10脚和D触发器U2A的4脚连接；限位开关信号的输入端子J3的1脚与电阻R21连接，组成双分限位开关信号的输入电路与D触发器U2B的10脚连接；D触发器U1A的2脚与电阻R4连接，电阻R4再与二极管D2阴极连接；D触发器U2A的2脚与电阻R13连接，电阻R13再与二极管D7阴极连接；D触发器U2B的12脚与电阻R19连接，电阻R19再与二极管D9阴极连接；二极管D2、二极管D7、二极管D9的阳极分别与三极管Q1的基极连接组成合常用电源信号的输出电路；由D触发器U1B的13脚与电阻R9连接，电阻R9再与三极管Q2的基极连接组成合备用电源信号的输出电路；

上述U1A的6脚、4脚、U1B的8脚、10脚、U2A的6脚、4脚、U2B的8脚、10脚与地之间分别连接由RC并联组成的抗干扰电路；

所述自动转换控制部分包括：手动、自动转换选择开关SB4的2脚与二极管D10’连接作为手动控制选择的输入信号，SB4的2脚与电阻R3’连接、再与发光二极管D4’串联组成手动转换指示；手动、自动转换选择开关SB4的3脚与电阻R4’连接再与发光二极管D3’串联组成自动转换指示；自复、互备转换选择开关SB5与二极管D18’、电阻R2’、发光二极管D6’、电阻R1’、发光二极管D5’连接组成自复或互备转换指示电路；常用电源检测信号与电阻R7’连接、再分别与自复、互备转换选择开关SB5及三极管Q3’基极连接，三极管Q3’的集电极与或非门U3D的13脚连接组成自投自复控制电路；副限位开关信号和电阻R5’连接再与发光二极管D2’连接组成备用电源合闸指示电路；主限位开关信号和电阻R6’连接再与发光二极管D1’连接组成常用电源合闸指示电路；常用、备用电源检测信号分别与二极管D7’、二极管D8’连接，再与二极管D9’、电阻R9’连接，二极管D9’阴极连接可调电位器R16’、电容C2’、电阻R10’、三极管Q1’、三极管Q2’、电阻R11’、电阻R12’、电阻R13’连接组成转换延时电路；常用电源检测信号与或非门U3A的1脚连接，备用电源的检测信号与或非门U3A的2脚连接，或非门U3A的3脚与二极管D13’串联，再与二极管D14’、二极管D10’、二极管D11’、二极管D12’、二极管D13’和转换延时电路连接，然后和或非门U3B的6脚、或非门U3C的9脚、或非门U3D的12脚连接组成自动转换电路。

本发明的有益效果是：整个控制电路仅用两片双主从二极管D触发器和一片四2输入或非门就实现了双电源自动转换开关的逻辑控制功能。此控制电路的最大优点是使用最少的元器件实现了双电源自动转换开关的所有功能，并且使用的双主从二极管D触发器与四2输入或非门是最基本的集成电路芯片，价格低，市场上货源充足，生产制造简单，易形成规模化生产。

总之，该控制装置电路中使用元器件少、体积小、功能全、成本低、性能稳定可靠。其线路简单，设计合理，使用方便，应用广泛。

附图说明

图1是本发明电路组成方框示意图；

图2是本发明控制电路连接原理图。

图中：I表示自动转换控制部分，II表示手动转换控制部分。

SB1—常用电源合按钮(只有在双电源自动转换开关控制装置处于手动状态时起作用)。

SB2—备用电源合按钮(只有在双电源自动转换开关控制装置处于手动状态时起作用)。

SB3—双分按钮(不论双电源自动转换开关处于自动/手动状态都有效)，当双电源自动转换开关处于双分状态时，双电源自动转换开关只能手动合闸到常/备用电源。

拨动开关SB4—手、自动转换选择开关，当将选择键置于手动位置时，控制器的“双分”、“常用电源合”、“备用电源合”按钮起作用，“自复—互备”选择键不起作用；当选择键置于自动位置时，开关自动选择转换投入，“自复—互备”选择键、“双分”按钮起作用，“常用电源合”、“备用电源合”按钮不起作用。

拨动开关SB5—自复、互备转换选择开关，自复指自投自复，当常用电源出现过/欠压、失压或断相故障后开关自动投入备用电源，等常用电源恢复正常后不论备用电源是否正常，开关都将自动恢复到常用电源。互备指自动互投，开关自动选择正常电源投入运行，这种功能是我们自行开发和建立的功能，这种功能是建立在两路电源互为备用的前提下设立的。实际工程设计中，90％以上的电路系统设计都是将双电源双回路设计为备用。自动互备就是一路电源故障后开关就自动转换到另一路电源供电，使两路电源互为备用大大提高了供电可靠性。

J1—接常用、备用电源的A、B、C三相。

J2—接常用、备用电源的N和双电源自动转换开关的控制电机。

J3—接双电源自动转换开关的限位开关。

J4—接外控端子(其中消防信号控制端子的优先级最高，不论双电源自动转换开关处于手动还是自动状态下，只要有消防信号就执行)。

二极管D1’—常用电源合闸指示灯。

二极管D2’—备用电源合闸指示灯。

二极管D3’—手/自动选择手动状态指示。

二极管D4’—手/自动选择自动状态指示。

二极管D5’—自复/互备选择自复状态指示。

二极管D6’—自复/互备选择互备状态指示。

电阻R16’—可以调节双电源自动转换开关在自动状态下，出现故障时转换的时间。

具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：

参见图1、图2，一种双电源自动转换开关控制装置，该电路包括控制电路，其输入端接收消防信号、外控、限位开关信号，控制电路分别与常用电源检测电路、备用电源检测电路相连，同时与控制电路电源连接，控制电路输出端连接双电源自动转换开关；其特征在于控制电路由自动转换控制部分(图2的I)和手动转换控制部分(图2的II)连接组成；手动转换控制部分包括外输入信号端J3、J4和控制按钮SB1、SB2、SB3分别并接电阻R3、电容C9、电阻R7、电容C12、C10、电阻R8、电容C11、电阻R10、电容C15、电阻R12、电容C17、电阻R15、电容C16、电阻R18、电容C18、电阻R20作为抗干扰电路，由J4和电阻R2、二极管D1、稳压管DY1、二极管D8、电阻R22、稳压管DY2连接作为消防信号输入电路，由电阻R4、二极管D2、电阻R13、二极管D7、电阻R19、二极管D9、三极管Q1、Q2、二极管D32、D33、继电器K2、K3、压敏电阻RY1连接作为双电源自动转换开关控制电机的驱动电路和控制按钮SB1、SB2、SB3、电阻R1、R11、R14、R17、R5、R21、电容C13、C14、C19、C20、二极管D3、D4、D5、D6、连接端子J3、电阻R5’、R6’、二极管D1’、二极管D2’、D触发器U1A、U1B、U2A、U2B连接组成；自动转换控制部分包括二极管D7’、D8’、D9’、电阻R9’、R16’、电容C2’、电阻R10’、R11’、R12’、三极管Q1’、Q2’、电阻R13’连接作为延时电路，拨动开关SB4、电阻R3’、R4’、二极管D3’、D4’连接作为手/自动转换指示电路，拨动开关SB5、电阻R1’、R2’、二极管D5’、D6’、D18’连接作为自复/互备转换指示电路和二极管D14’、D10’、D11’、D12’、D13’、D15’、D16’、D17’、电阻R7’、R8’、三极管Q3’、电容C1’、或非门U3A、U3B、U3C、U3D连接组成。

综上所述，控制电路主要由两片型号为4013的双主从二极管D触发器U1、U2和一片型号为4001四2输入或非门U3连接，实现了双电源自动转换开关的逻辑控制。

双电源自动转换开关控制装置在自动状态下自动转换原理如下：

当拨动开关SB4在手动位置：U3B的6脚、U3C的9脚、U3D的12脚都为高电平，不论常用/备用电源出现故障，U3B的4脚、U3C的10脚、U3D的11脚都不会有自动转换信号输出。

当拨动开关SB4在自动位置：拨动开关SB5在自复位置时，如果常用电源故障(常用电源检测信号为低电平)，备用电源正常(备用电源检测信号为高电平)则U3C的8脚、U3D的13脚高电平则U3C的10脚、U3D的11脚输出低电平合常用电源的信号被封锁。U3B的5脚低电平，只要双电源自动转换开关不在双分位置，则U3B的4脚为高电平合备用电源信号有效。如果常用电源正常(常用电源检测信号为高电平)，U3B的5脚高电平，则U3B的4脚为低电平合备用电源的信号被封锁。U3D的13脚为低电平，不论备用电源正常还是不正常，只要双电源自动转换开关不在双分状态，则U3D的11脚为高电平合常用电源信号有效。如果常用/备用电源都不正常，U3A的1、2脚为低电平，则U3A的3脚、U3B的6脚、U3C的9脚、U3D的12脚为高电平，则U3B的4脚、U3C的10脚、U3D的11脚都为低电平，合常用/备用电源的信号被封锁。

当拨动开关SB4在自动位置：拨动开关SB5在互备位置时，不论常用电源正常还是不正常U3D的13脚高电平，则U3D的11脚为低电平，如果双电源自动转换开关在备用电源状态，则常用电源正常，双电源自动转换开关不会转到常用电源。就这一点和拨动开关SB4在自动位置：拨动开关SB5在自复位置时的工作原理不同，其他工作原理和拨动开关SB4在自动位置：拨动开关SB5在自复位置时工作原理相同。

双电源自动转换开关控制装置在手动状态下转换原理如下：

当合常用电源控制按钮SB1按下，U1A的6脚和U1B的10脚为高电平，则U1A的2脚为低电平，U1B的13脚为低电平，继电器K2吸合，继电器K3不动作，控制电机带动双电源自动转换开关向常用电源转，当转到常用电源主限位信号为高电平，U1A的4脚和U1B的8脚为高电平，则U1A的2脚为高电平，U1B的13脚为低电平，继电器K2释放，K3不动作，控制电机停止转动。

当合备用电源控制按钮SB2按下，U2A的6脚和U1B的8脚为高电平，则U1B的13脚为高电平，U2A的2脚为低电平，继电器K2、K3吸合，控制电机带动双电源自动转换开关合到备用电源，当转到备用电源副限位信号为高电平，U1B的10脚U2A的4脚为高电平，则U1B的13脚为低电平，U2A的2脚为高电平，继电器K2、K3释放，控制电机停止转动。

当双分按钮SB3按下，U2B的8脚为高电平，则U2B的12脚为低电平，则继电器K1吸合，如果双电源自动转换开关在常用电源，则主限位信号为高电平，U1B的8脚为高电平，则U1B的13脚为高电平，继电器K3吸合，控制电机带动双电源自动转换开关往双分位置转，当转道双分位置双分限位信号为高电平，U2B的10脚为高电平，则U2B的12脚为高电平，继电器K1释放，控制电机停止转动。如果双电源自动转换开关在备用电源，则副限位信号为高电平，U1B的13脚和U2A的4脚为高电平，则U1B的13脚为低电平，继电器K3不动作，控制电机带动双电源自动转换开关往双分位置转，当转道双分位置双分限位信号为高电平，U2B的10脚为高电平，则U2B的12脚为高电平，继电器K1释放，控制电机停止转动。

其中在各外输入信号端都加了电阻R电容C抗干扰电路(电阻R3、电容C9接U1A的6脚，电阻R7、电容C12接U1A的4脚，电容C10、电阻R8接U1B的8脚，电容C11、电阻R10接U1B的10脚，电容C15、电阻R12接U2A的6脚，电容C17、电阻R15接U2A的4脚，电容C16、电阻R18接U2B的8脚，电容C18、电阻R20接U2B的10脚)，通过我们在实际应用中的测试，此电路有很强的抗干扰能力。

上述参照实施例对双电源自动转换开关控制装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种双电源自动转换开关控制装置，该电路包括控制电路，其输入端接收消防信号、外控信号、限位开关信号，控制电路分别与常用电源检测电路、备用电源检测电路相连，同时与控制电路电源连接，控制电路输出端连接双电源自动转换开关；其特征在于控制电路由以下自动转换控制部分和手动转换控制部分连接组成：

所述手动转换控制部分的组成包括：外控信号输入端子J4的7脚通过电阻R2分别与稳压管DY1阴极和二极管D1阳极连接，组成消防合信号的输入电路，二极管D1阴极与控制按钮SB1连接，再与电阻R1连接，组成合常用电源信号的输入电路与D触发器U1A的6脚连接；控制按钮SB2连接电阻R11组成合备用电源信号的输入电路，再分别与D触发器U2A的6脚及二极管D4的阳极相连，二极管D4的阴极与D触发器U1B的8脚连接；外控信号输入端子J4的6脚通过电阻R22分别与稳压管DY2阴极和二极管D8阳极连接组成消防分信号的输入电路；控制按钮SB3与二极管D8阴极连接，再连接电阻R17组成双分信号的输入电路与D触发器U2B的8脚连接；限位开关信号的输入端子J3的2脚连接电阻R5组成主限位开关信号输入电路，再与D触发器U1A的4脚连接，限位开关信号的输入端子J3的3脚分别连接二极管D6阳极及电阻R14，组成两路副限位开关信号的输入电路，再分别与D触发器U1B的10脚和D触发器U2A的4脚连接；限位开关信号的输入端子J3的1脚与电阻R21连接，组成双分限位开关信号的输入电路与D触发器U2B的10脚连接；D触发器U1A的2脚与电阻R4连接，电阻R4再与二极管D2阴极连接；D触发器U2A的2脚与电阻R13连接，电阻R13再与二极管D7阴极连接；D触发器U2B的12脚与电阻R19连接，电阻R19再与二极管D9阴极连接；二极管D2、二极管D7、二极管D9的阳极分别与三极管Q1的基极连接组成合常用电源信号的输出电路；由D触发器U1B的13脚与电阻R9连接，电阻R9再与三极管Q2的基极连接组成合备用电源信号的输出电路；

上述U1A的6脚、4脚、U1B的8脚、10脚、U2A的6脚、4脚、U2B的8脚、10脚与地之间分别连接由RC并联组成的抗干扰电路；

所述自动转换控制部分包括：手动、自动转换选择开关SB4的2脚与二极管D10’连接作为手动控制选择的输入信号，SB4的2脚与电阻R3’连接、再与发光二极管D4’串联组成手动转换指示；手动、自动转换选择开关SB4的3脚与电阻R4’连接再与发光二极管D3’串联组成自动转换指示；自复、互备转换选择开关SB5与二极管D18’、电阻R2’、发光二极管D6’、电阻R1’、发光二极管D5’连接组成自复或互备转换指示电路；常用电源检测信号与电阻R7’连接、再分别与自复、互备转换选择开关SB5及三极管Q3’基极连接，三极管Q3’的集电极与或非门U3D的13脚连接组成自投自复控制电路；副限位开关信号和电阻R5’连接再与发光二极管D2’连接组成备用电源合闸指示电路；主限位开关信号和电阻R6’连接再与发光二极管D1’连接组成常用电源合闸指示电路；常用、备用电源检测信号分别与二极管D7’、二极管D8’连接，再与二极管D9’、电阻R9’连接，二极管D9’阴极连接可调电位器R16’、电容C2’、电阻R10’、三极管Q1’、三极管Q2’、电阻R11’、电阻R12’、电阻R13’连接组成转换延时电路；常用电源检测信号与或非门U3A的1脚连接，备用电源的检测信号与或非门U3A的2脚连接，或非门U3A的3脚与二极管D13’串联，再与二极管D14’、二极管D10’、二极管D11’、二极管D12’、二极管D13’和转换延时电路连接，然后和或非门U3B的6脚、或非门U3C的9脚、或非门U3D的12脚连接组成自动转换电路。

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