适用于双电源自动转换开关的电压采样电路及控制器制造技术

适用于双电源自动转换开关的电压采样电路及控制器，包括浪涌抑制和电压检测电路、隔离放大电路、电平变换和信号放大电路，该检测电路输入连接采样电压的相线和中性线，输出端连接隔离放大电路，用于抑制掉耦合到采样电压端口的干扰信号并将交流工频信号变成第一电流信号I1输出；隔离放大电路输出端连接电平变换和信号放大电路；将第一电流信号I1隔离放大成第二电流信号I2输出，用于提高采样电路的抗干扰能力；电平变换和信号放大电路16将第二电流信号I2转换为微处理器可以接收的采样电压信号U2。双电源自动转换开关控制器应用该电压采样电路准确实现对常用、备用电源抗干扰强的受温度影响小的精度检测，全面检测失压、欠压、过电压和三相不平衡。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种供电系统常用的双电源自动转换开关，具体涉及具有电压采样电路的转换开关，可自动控制实现对电压全面检测，并实现可靠精准转换。
技术介绍
双电源自动转换开关是配电系统的重要电器，一般自动转换开关接入供电系统的常用电源和备用电源两路电源，且可在两电源之间进行自动转换，保证了给负载供电的连续性和可靠性。根据电器安装在电路中的不同位置，自动转换开关分为电源位置、配电位置、负载位置转换开关。控制器是自动转换开关中的重要组成部分，相当于自动转换开关的大脑，决定该转换开关产品的功能、性能和可靠性。已有的自动转换开关控制器包括由继电器(如电压继电器，时间继电器等)组成的继电器控制型、由分离式电子组成的控制系统和PLC型控制系统。继电器控制型的缺点是体积大、成本高、功耗大、功能简单；分离式电子组成的控制系统的集成度底，功耗大，功能简单，可靠性差；而？^型由于PLC模拟量输入为弱信号(一般为O 20mA，O 5V)，需要外加变送器，响应慢，成本也高，人机交互界面也难设计友好。这些控制器中仅分离式电子组成的控制系统由于其简易性，多用于负载端的负载位置转换开关，而继电器控制型和PLC型控制系统应用较少。目前市场上流行使用的自动转换开关控制器是应用单片机和集成电路的控制器，其功能强大，逻辑编程灵活，人机交互界面友好，易实现通讯联网成配电自动化系统。这类高端控制器例如中国技术专利CN2482094Y所公开的转换开关电器的电源断相检测装置，其电压矢量和检测方式只能进行断相和三相严重不平衡检测，不能进行过压，欠压检测，检测功能单一。例如中国技术专利CN200944134Y公开的转换开关电源故障监测电路，通过三相电压矢量和光耦判断三相不平衡、断相和失电，利用变压器降压，经整流桥和电容整流分压后，通过单片机A/D做电压测量的双重措施确保上述电压检测的可靠性，但目前世界上电容精度优于5%的极罕见，电容容量受温度影响大，且电容整流方式纹波大，桥式整流后的波形畸变可观，所以桥电容整流方式所测量出的电压精度很低，容易引起过压、欠压提前或滞后转换。而且，该已有技术电压测量只测单相且精度过低，无法对三相电源电压都做精准过压、欠压检测。又如中国技术专利CN200976513Y所披露的控制器，通过变压器将常用三相、备用A相电压降压，经整流桥和电容整流分压后，通过单片机A/D做电压测量，其测量精度低，而且对备用电压质量的检测也不全面。可见，目前使用的应用单片机和集成电路的自动转换开关控制器存在电压检测功能单一，对电源电压检测精度低，没有对常用电源和备用电源电压各相都做全面检测，受温度影响大等问题使双电源开关经常误转换，很容易引起过压、欠压提前或滞后转换的缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种适用于双电源自动转换开关的电压采样电路，其控制器通过采用经济的抗干扰强的检测精度高的受温度影响小的电压采样电路，实现对常用三相、备用三相电压的失压、欠压、过压和三相不平衡的全面检测和转换判断，保证了自动转换开关的精确转换。为了实现上述目的，本技术提供了一种适用于双电源自动转换开关的电压采样电路，包括浪涌抑制和电压检测电路14、隔离放大电路15、电平变换和信号放大电路16 ；所述浪涌抑制和电压检测电路14输入端连接采样电压的相线和中性线，输出端连接隔离放大电路15，用于抑制掉耦合到采样电压端口的干扰信号并将交流工频信号变成第一电流信号Il输出；所述隔离放大电路15输出端连接电平变换和信号放大电路16 ;将第一电流信号Il隔离放大成第二电流信号12输出，用于提高采样电路的抗干扰能力；所述电平变换和信号放大电路16将第二电流信号12变成直流电压信号Ul并放大输出为微处理器可以接收的采样电压信号U2。进一步，所述的浪涌抑制和电压检测电路14包括压敏电阻RVl和限流电阻Rl ;限流电阻Rl —端连接采样电压的相线，一端连接所述隔离放大电路15的第一输入端；压敏电阻RVl并联连接在采样电压的相线和中性线之间；采样电压的中性线连接所述隔离放大电 路15的第二输入端。进一步，所述的隔离放大电路15包括电流互感器TVl ；电流互感器TVl —次侧两端分别连接隔离放大电路15的第一输入端和第二输入端，电流互感器TVl 二次侧两端分别连接所述的电平变换和信号放大电路16的第一输入端和第二输入端。进一步，所述的电平变换和信号放大电路16包括电平转换电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、滤波电容Cl、运算放大器D1A、基准源D2;第三电阻R3 —端连接电平变换和信号放大电路16的第一输入端，另一端连接运算放大器DlA的反向输入端；运算放大器DlA的正向输入端与电平变换和信号放大电路16的第二输入端连接，运算放大器DlA的输出端输出米样电压信号U2 ;基准源D2 —端连接电平变换和信号放大电路16的第二输入端，另一端接地；电平变换电阻R2并联连接在电平变换和信号放大电路16第一输入端和第二输入端之间；第四电阻R4并联连接在运算放大器DlA的反向输入端和输出端之间，滤波电容Cl并联连接在运算放大器DlA的反向输入端和输出端之间。进一步，所述的电流互感器TVl采用电流比为I : I的电流互感器。进一步，所述的第三电阻R3的阻值是所述的电平变换电阻R2阻值的100倍以上。进一步，所述的第三电阻R3、第四电阻R4选用温度漂移方向相同、温度漂移系数较近的电阻。进一步，所述的所述的限流电阻R1、电平转换电阻R2选用温度漂移方向相同，温度漂移系数较近的电阻。进一步，所述的第一电流信号Il的范围为0到3mA ;所述的直流电压信号Ul的范围为-I. 5V到I. 5V ;所述的采样电压信号U2的范围为0-3V。为了实现上述目的，本技术还提供了一种采用了适用于双电源自动转换开关的电压采样电路的控制器，包括微处理器17、常用电源电压检测回路13、备用电源电压检测回路19。其中所述常用电源电压检测回路13包括三组结构相同的电压采样电路，将常用电源电压转换为三组微处理器可以接收的采样电压信号U2 ;备用电源电压检测回路19包括三组三组结构相同的的电压采样电路，将备用电源电压转换为三组微处理器可以接收的采样电压信号U2 ;常用电源电压检测回路13中的电压采样电路与备用电源电压检测回路19中的电压采样电路结构相同；常用电源电压检测回路13的三组电压采样电路输入端分别连接常用三相电源A相线NUa和中性线NUn、常用三相电源B相线NUb和中性线NUn、常用三相电源C相线NUc和中性线NUn，输出端分别连接微处理器17的三个输入端AINAO、AINAUAINA2 ;备用电源电压检测回路19的三组电压采样电路的输入端分别连接备用三相电源A相线RUa和中性线RUn、备用三相电源B相线RUb和中性线RUn、备用三相电源C相线RUc和中性线RUn，输出端分别连接微处理器17的另外三个输入端AINA3、AINA4、AINA5 ；所述的微处理器17根据输入的采样电压信号U2计算出电压有效值，通过与设定的欠压值、过压值比较，检测出电源电压是否失压、欠压、过电压，和或常用三相电源电压是否三相不平衡、备用三相电源电压是否三相不平衡。所述的双电源自动转换开关控制器中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于双电源自动转换开关的电压采样电路，包括：浪涌抑制和电压检测电路(14)、隔离放大电路(15)、电平变换和信号放大电路(16)；所述浪涌抑制和电压检测电路(14)的输入分别连接采样电压的相线和中性线，用于抑制掉耦合到采样电压输入端口的干扰信号，并将交流工频信号变成第一电流信号I1输出给隔离放大电路(15)；所述隔离放大电路(15)将输入的第一电流信号I1隔离放大成第二电流信号I2，输出给电平变换和信号放大电路(16)，用于提高电压采样电路的抗干扰能力；所述电平变换和信号放大电路(16)将输入的第二电流信号I2变成直流电压信号U1，并将U1放大输出为控制双电源自动转换开关转换的微处理器（17）可以接收的采样电压信号U2。

【技术特征摘要】
1.一种适用于双电源自动转换开关的电压米样电路，包括 浪涌抑制和电压检测电路(14)、隔离放大电路(15)、电平变换和信号放大电路(16)； 所述浪涌抑制和电压检测电路(14)的输入分别连接采样电压的相线和中性线，用于抑制掉耦合到采样电压输入端口的干扰信号，并将交流工频信号变成第一电流信号Il输出给隔离放大电路(15)； 所述隔离放大电路(15)将输入的第一电流信号Il隔离放大成第二电流信号12,输出给电平变换和信号放大电路(16)，用于提高电压采样电路的抗干扰能力； 所述电平变换和信号放大电路(16)将输入的第二电流信号12变成直流电压信号U1，并将Ul放大输出为控制双电源自动转换开关转换的微处理器(17)可以接收的采样电压信号U2。2.根据权利要求I所述的电压采样电路，其特征在于所述的浪涌抑制和电压检测电路(14)包括压敏电阻RVl和限流电阻R1，压敏电阻RVl并联连接在采样电压的相线和中性线之间；限流电阻Rl—端连接采样电压的相线，其另一端连接所述隔离放大电路(15)的第一输入端，所述隔离放大电路(15)的第二输入端连接采样电压的中性线。3.根据权利要求I所述的电压采样电路，其特征在于所述的隔离放大电路(15)包括电流互感器TV1，电流互感器TVl —次侧的两端分别连接隔离放大电路(15)的第一输入端和第二输入端，电流互感器TVl 二次侧的两端分别连接所述的电平变换和信号放大电路(16)的第一输入端和第二输入端。4.根据权利要求I所述的电压采样电路，其特征在于 所述的电平变换和信号放大电路(16)包括电平转换电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、滤波电容Cl、运算放大器DlA和基准源D2 ； 电平变换电阻R2并联连接在电平变换和信号放大电路(16)的第一输入端和第二输入端之间；第三电阻R3—端连接电平变换和信号放大电路(16)的第一输入端，另一端连接运算放大器DlA的反向输入端；运算放大器DlA的正向输入端与电平变换和信号放大电路(16)的第二输入端连接，运算放大器DlA的输出端输出米样电压信号U2 ;基准源D2—端连接电平变换和信号放大电路(16)的第二输入端，另一端接地；第四电阻R4并联连接在运算放大器DlA的反向输入端和输出端之间，滤波电容Cl并联连接在运算放大器DlA的反向输入端和输出端之间。5.根据权利要求3所述的电压采样电路，其特征在于所述的电流互感器TVl采用电流比为I : I的电流互感器。6.根据权利要求4所述的电压采样电路，其特征在于所述的第三电阻R3的阻值是所述的电平变换电阻R2阻值的100倍及以上。7.根据权利要求4所述的电压采样电路，其特征在于所述的第三电阻R3、第四电阻R4选用温度漂移方向相同且温度漂移系数较近的电阻。8.根据权利要求I所述的电压采样电路，其特征在于 所述的浪涌抑制和电压检测电路(14)包括压敏电阻RVl和限流电阻R1，压敏电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴纪忠，徐泽亮，王家前，
申请(专利权)人：上海诺雅克电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：