专利名称:一种脉冲式太阳能智能控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种脉冲式太阳能智能控制系统，包括太阳能供电装置和脉冲控制器；太阳能供电装置包括太阳能电池板、蓄电池和控制开关；太阳能供电装置为脉冲控制器供电；控制开关连接有通讯控制模块；脉冲控制器包括：脉冲触发电路，输出脉冲触发信号；控制电路，控制电路输出控制信号，在正常工作阶段，控制信号为高电平，在上电和断电阶段所述控制信号为低电平；电平转换电路，连接到脉冲触发电路和控制电路，电平转换电路接收脉冲触发信号和控制信号并进行电平转换，经电平转换后的信号输出给脱扣电路。本实用新型能够准确、快速输出控制信号，避免出现错误输出信号；采用太阳能供电，节能环保。
【专利说明】一种脉冲式太阳能智能控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及智能控制【技术领域】，具体是一种脉冲式太阳能智能控制系统。
【背景技术】
[0002]控制与保护开关电器是一种除手动控制外还能够自动控制、带或不带就地人力操作装置的开关电器，能够接通、承载和分断正常条件下包括规定的运行过载条件下的电流，且能够接通、在规定时间内承载并分断规定的非正常条件下的电流，如短路电流，即控制与保护开关电器集断路器、接触器、热继电器功能于一体。
[0003]目前，多见的选择性保护电路工作于系统启动后，即单片机初始化或电路单元正常工作后。例如，申请号为201010245173.1的中国专利申请揭示了一种具有闭锁功能的保护电路。此保护电路应用于一电路系统，包括一比较单元与一逻辑门，其中，比较单元依据一状态信号，选择输出一用以闭锁该状态信号的预设信号或是一对应于电路系统的电源状态的比较信号；逻辑门依据比较单元的一输出信号与一对应于电路系统的运作模式的系统判定信号，产生前述状态信号；比较单元的输出信号即前述预设信号或比较信号。该方案中的比较单元和逻辑门都需要依据系统正常工作后的状态信号来判断是否输出保护信号，并不能实现诸如电路上电和断电过程中的选择性保护目的。
实用新型内容
[0004]本实用新型提出一种脉冲式太阳能智能控制系统，能够准确、快速输出控制信号，避免出现错误输出信号，引起脱扣器的误动作，从而造成控制与保护开关电器的误脱扣；采用太阳能供电，节能环保。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]一种脉冲式太阳能智能控制系统，包括太阳能供电装置和脉冲控制器；
[0007]所述太阳能供电装置包括太阳能电池板、蓄电池和控制开关；所述太阳能供电装置为所述脉冲控制器供电；所述控制开关连接有通讯控制模块；
[0008]所述脉冲控制器包括:
[0009]脉冲触发电路，输出脉冲触发信号；
[0010]控制电路，控制电路输出控制信号，在正常工作阶段，所述控制信号为高电平，在上电和断电阶段所述控制信号为低电平；
[0011]电平转换电路，连接到脉冲触发电路和控制电路，电平转换电路接收所述脉冲触发信号和控制信号并进行电平转换，经电平转换后的信号输出给脱扣电路。
[0012]进一步地，所述脉冲触发电路包括:
[0013]单稳态芯片，单稳态芯片接收输入信号并产生脉冲触发信号，脉冲触发信号传输到电平转换电路；
[0014]延时电路，延时电路连接到单稳态芯片，延时电路控制脉冲触发信号的宽度。
[0015]进一步地，所述控制电路包括微处理器，微处理器输出控制信号至电平转换电路。
[0016]进一步地，输入信号经第一电阻传输到单稳态芯片，单稳态芯片产生脉冲输出，脉冲输出经第三电阻产生脉冲触发信号；第二电阻和第二电容组成延时电路，延时电路确定脉冲触发信号的宽度。
[0017]进一步地，所述电平转换电路包括:
[0018]第一三极管，第一三极管的发射极接地，集电极连接到脉冲触发电路，基极通过第七电阻连接到第二三极管的集电极；
[0019]第二三极管，第二三极管的基极通过第四电阻连接到控制电路；
[0020]下拉电阻，下拉电阻的一端连接到控制电路，另一端连接第二三极管的发射极并接地；
[0021]上拉电阻，上拉电阻的一端连接到高电平，另一端连接第二三极管的集电极；
[0022]第一三极管的集电极为电平转换电路的输出。
[0023]进一步地，在上电或断电阶段，控制信号为由于下拉电阻而处于低电平；第二三极管的基极为低电平，第二三极管不导通，第二三极管的集电极由于上拉电阻而处于高电平；第一三极管的基极为高电平，作为高电平的脉冲触发信号使第一三极管导通，第一三极管的发射极接地，将第一三极管的集电极拉低至低电平，电平转换电路始终输出低电平；
[0024]在正常工作阶段，控制信号为高电平，第二三极管的基极为高电平，第二三极管导通，第二三极管的发射极接地使得第二三极管的集电极被拉低至低电平，第一三极管的基极为低电平，第一三极管不导通，第一三极管的集电极对脉冲触发信号无影响，电平转换电路输出为高电平的脉冲触发信号。
[0025]本实用新型的有益效果为:
[0026](I)环保节能。以太阳能为能源，清洁无污染。
[0027](2)高度智能化。在保证快速判定短路信号的基础上，从根本上避免了在供电电源快速变化过程中时，不会错误输出信号，引起脱扣器的误动作，造成控制与保护开关电器的误脱扣。
[0028](3)具有可靠性高、成本低、体积小的特点。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本实用新型的总体结构框图；
[0031]图2是本实用新型的脉冲控制器的电路结构图。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]参照图1，本实施例的一种脉冲式太阳能智能控制系统，包括太阳能供电装置和脉冲控制器。
[0034]其中，太阳能供电装置包括太阳能电池板、蓄电池和控制开关；太阳能供电装置为脉冲控制器供电，清洁无污染。控制开关连接有通讯控制模块，通讯控制模块可与智能手机或者PC机通讯，远程操作控制开关的通断，实现对脉冲控制器的远程开关操作。
[0035]如图2所示，脉冲控制器包括:脉冲触发电路、控制电路和电平转换电路。脉冲触发电路输出脉冲触发信号。控制电路输出控制信号，在正常工作阶段，控制信号为高电平，在上电和断电阶段控制信号为低电平。电平转换电路连接到脉冲触发电路和控制电路，电平转换电路接收脉冲触发信号和控制信号并进行电平转换，经电平转换后的信号输出给脱扣电路。
[0036]脉冲触发电路包括单稳态芯片Ul和延时电路。单稳态芯片Ul接收输入信号并产生脉冲触发信号，脉冲触发信号传输到电平转换电路。延时电路连接到单稳态芯片U1，延时电路控制脉冲触发信号的宽度。控制电路包括微处理器M1，微处理器Ml输出控制信号至电平转换电路。输入信号Input经第一电阻Rl传输到单稳态芯片Ul，单稳态芯片Ul产生脉冲输出，脉冲输出经第三电阻R3产生脉冲触发信号。第二电阻R2和第二电容C2组成延时电路，延时电路确定脉冲触发信号的宽度。电平转换电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、下拉电阻R5、上拉电阻R6。第一三极管Ql的发射极e接地，集电极c连接到脉冲触发电路，基极b通过第七电阻R7连接到第二三极管Q2的集电极C。第二三极管Q2的基极b通过第四电阻R4连接到控制电路。下拉电阻R5的一端连接到控制电路，另一端连接第二三极管Q2的发射极e并接地。上拉电阻R6的一端连接到高电平Vcc，另一端连接第二三极管Q2的集电极C。第一三极管Ql的集电极c为电平转换电路的输出。
[0037]本实施例的工作原理如下:在上电或断电阶段，控制信号为由于下拉电阻R5而处于低电平；第二三极管Q2的基极b为低电平，第二三极管Q2不导通，第二三极管Q2的集电极c由于上拉电阻R6而处于高电平；第一三极管Ql的基极b为高电平，作为高电平的脉冲触发信号使第一三极管Ql导通，第一三极管Ql的发射极e接地，将第一三极管Ql的集电极c拉低至低电平，电平转换电路始终输出低电平。在正常工作阶段，控制信号为高电平，第二三极管Q2的基极b为高电平，第二三极管Q2导通，第二三极管的Q2发射极e接地使得第二三极管Q2的集电极c被拉低至低电平，第一三极管Ql的基极b为低电平，第一三极管Ql不导通，第一三极管Ql的集电极c对脉冲触发信号无影响，电平转换电路输出为高电平的脉冲触发信号。
[0038]如图2所示，脉冲触发电路包括单稳态芯片Ul、NPN型三极管Ql和Q2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7、电容Cl和C2以及微处理器Ml和晶振Yl。电阻Rl的I号脚接输入信号Input，2号脚接单稳态芯片的I号脚；单稳态芯片的2、3号脚接供电电源VCC，8号脚接供电电源地GND，13号脚接电阻R3的I号脚，14号脚和15号脚分别接电容C2的2号脚和I号脚，15号脚和16号脚分别接电阻R2的2号脚和I号脚；电阻R2的I号脚接VCC ；电容C2的2号脚接GND ；电容Cl的I号脚接VCC，2号脚接GN D ；电阻R3的2号脚接输出信号Output ;微处理器Ml的2、3号脚分别接晶振Yl的2、I号脚，微处理器Ml的OUT端输出控制信号TripEnable JripEnable接电阻R4的I号脚，R4的2号脚接三极管Q2的基极b，三极管Q2的发射极e接GND ；电阻R5的2号脚接GND，I号脚接电阻R4的I号脚；三极管Q2的集电极c接电阻R6的2号脚，电阻R6的I号脚接VCC ;电阻R7的I号脚接三极管Q2的集电极C，2号脚接三极管Ql的基极b，三极管Ql的发射极e接GND，集电极c接输出信号 Output。
[0039]前级电路输入信号Input经电阻Rl传输到单稳态芯片Ul，单稳态芯片Ul产生脉冲输出，经电阻R3产生脉冲信号Output，传输到后级脱扣电路，驱动脱扣器动作，脉冲信号Output的宽度由R2和C2组成的延时电路决定。若输入信号Input为前级电路产生的短路脱扣信号，则输出信号Output能够正确、快速驱动脱扣器动作。
[0040]微处理器Ml输出控制信号TripEnable，TripEnable通过电阻、NPN型三极管等元器件与输出信号Output相连。
[0041]当电路单元处于上电或断电过程中时，微处理器Ml处于非工作状态，无法控制TripEnable信号，此时TripEnable信号由于接入下拉电阻R5而处于低电平状态，则三极管Q2基极b为低电平，Q2不导通，Q2集电极c由于接入上拉电阻R6而处于相对高电平状态，则三极管Ql基极b为相对高电平；此时，若发生上电或断电过程中单稳态芯片的脉冲信号误触发，则输出信号Output为相对高电平，则三极管Ql导通，由于Ql发射极e接地，Ql集电极c被拉低到接近于地，即输出信号Output被拉低到地，从而避免了误触发的脉冲信号传输到后级脱扣电路，引起脱扣器的误动作。注意到，微处理器控制控制与保护电器主回路的正常通断，由于此时微处理器处于非工作状态，则控制与保护开关电器处于断开状态，即理论上不会在此非工作状态过程中发生短路故障，从而禁止触发信号的输出在理论上可行。
[0042]当电路单元处于正常工作过程中时，微处理器Ml处于正常工作状态，其输出TripEnable控制信号为高电平，则三极管Q2基极b为高电平，Q2导通，由于Q2发射极e接地，则Q2集电极c被拉低到接近于地，则三极管Ql基极b为低电平，Ql不导通，则输出信号Output不会通过三极管集电极c被拉低到地，输出信号Output能够正常传输到后级脱扣电路。若此时发生短路故障，则Input型号为前级电路产生的短路脱扣信号，其能够通过单稳态芯片Ul正常输出脉冲信号Output，从而驱动后级脱扣器动作，使控制与保护开关电器正常分断。
[0043]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种脉冲式太阳能智能控制系统，其特征在于，包括太阳能供电装置和脉冲控制器; 所述太阳能供电装置包括太阳能电池板、蓄电池和控制开关；所述太阳能供电装置为所述脉冲控制器供电；所述控制开关连接有通讯控制模块； 所述脉冲控制器包括: 脉冲触发电路，输出脉冲触发信号； 控制电路，控制电路输出控制信号，在正常工作阶段，所述控制信号为高电平，在上电和断电阶段所述控制信号为低电平； 电平转换电路，连接到脉冲触发电路和控制电路，电平转换电路接收所述脉冲触发信号和控制信号并进行电平转换，经电平转换后的信号输出给脱扣电路。2.如权利要求1所述的一种脉冲式太阳能智能控制系统，其特征在于，所述脉冲触发电路包括: 单稳态芯片，单稳态芯片接收输入信号并产生脉冲触发信号，脉冲触发信号传输到电平转换电路； 延时电路，延时电路连接到单稳态芯片，延时电路控制脉冲触发信号的宽度。3.如权利要求2所述的一种脉冲式太阳能智能控制系统，其特征在于，所述控制电路包括微处理器，微处理器输出控制信号至电平转换电路。4.如权利要求3所述的一种脉冲式太阳能智能控制系统，其特征在于，输入信号经第一电阻传输到单稳态芯片，单稳态芯片产生脉冲输出，脉冲输出经第三电阻产生脉冲触发信号；第二电阻和第二电容组成延时电路，延时电路确定脉冲触发信号的宽度。5.如权利要求3所述的一种脉冲式太阳能智能控制系统，其特征在于，所述电平转换电路包括: 第一三极管，第一三极管的发射极接地，集电极连接到脉冲触发电路，基极通过第七电阻连接到第二三极管的集电极； 第二三极管，第二三极管的基极通过第四电阻连接到控制电路； 下拉电阻，下拉电阻的一端连接到控制电路，另一端连接第二三极管的发射极并接地； 上拉电阻，上拉电阻的一端连接到高电平，另一端连接第二三极管的集电极； 第一三极管的集电极为电平转换电路的输出。6.如权利要求5所述的一种脉冲式太阳能智能控制系统，其特征在于， 在上电或断电阶段，控制信号为由于下拉电阻而处于低电平；第二三极管的基极为低电平，第二三极管不导通，第二三极管的集电极由于上拉电阻而处于高电平；第一三极管的基极为高电平，作为高电平的脉冲触发信号使第一三极管导通，第一三极管的发射极接地，将第一三极管的集电极拉低至低电平，电平转换电路始终输出低电平； 在正常工作阶段，控制信号为高电平，第二三极管的基极为高电平，第二三极管导通，第二三极管的发射极接地使得第二三极管的集电极被拉低至低电平，第一三极管的基极为低电平，第一三极管不导通，第一三极管的集电极对脉冲触发信号无影响，电平转换电路输出为高电平的脉冲触发信号。
【文档编号】H02H3-08GK204290264SQ201420650427
【发明者】马振国 [申请人]天津嘉国阳新能源科技发展有限公司