一种简易型PC级双电源切换开关控制电路的制作方法

本实用新型涉及双电源开关电器领域，尤其是涉及一种简易型pc级双电源切换开关控制电路。

背景技术：

为了防止有些需要持续供电的场合长时间断电，目前通常采取的方法是使用两个电源，一个常用电源，一个备用电源，当常用电源故障时切换至备用电源，其中自动开关电器就是常用的用于电源切换的装置，自动开关电器(automatictransferswitchingequipment)简称atse，是保障重要用电负荷供电连续可靠的开关电器，因此atse产品的质量和合理使用尤为重要。自动开关由三部分组成:开关本体、传动机构和控制器。常用的开关本体有接触器、断路器和负荷隔离开关。接触器可靠性低，已逐步被淘汰，atse可以分为pc级和cb级，pc级为能够接通和承载但不用于分断短路电流的atse，cb级为配备过电流脱扣器的atse，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。简易型pc级双电源产品由于结构小巧紧凑，利用小体积元器件实现控制功能不仅可以减少产品体积实现小型化，而且大幅降低产品成本，相比于使用继电器或变压器等大型器件可靠性更高。目前现有的简易型pc级双电源产品为了节约成本大多只具备检测常备用电源的失压功能，无法实现检测三相电源缺相的功能。新版本标准《gb14048.11-2016低压开关设备和控制设备第6-1部分多功能电器开关电器》出来后提出了新要求，基本型双电源控制器必须具备可检测常用缺相和失压，备用可只检测失压。

为了解决上述问题，现有技术也给出了解决方案，中国专利cn104716735a提出了一种简易型双电源转换装置，该装置的控制电路如图9和图10所示，控制器电源由a相通过阻容降压电路后整流滤波得到继电器用电源vdd，再通过稳压芯片后输出电源vcc，给检测电路和控制电路提供电源。常用电源检测缺相失压的方法是：

a相缺相时电源vdd和vcc为零，控制器无电源，光耦u2无输出；b相或c相缺相光耦u2有一路不导通，引致光耦u2无输出，so＝0，从而使继电器ka1由吸合转为释放，电机mg1通过ka1常闭触点得电，且电机mg1公共端也通过常闭触点供电给延时电路c5、d11、c12、vd2和u7，延时一定时间后继电器ka2吸合，电机mg1公共端与n相连接，电机向备用电源转换；当常用电源正常时，so＝1，继电器ka1吸合，电机mg1通过ka1常开触点得电，且电机mg1公共端通过继电器ka3吸合后的常开触点连接到n相，实现电机向常用电源转换。

该装置存在以下两个问题：

一是电路中信号和电源均使用阻容降压电路从相线取电，电容体积大，会增加pcb尺寸；

二是电路通过三个继电器实现功能，控制电路复杂，难以实现小型简易化。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简易型pc级双电源切换开关控制电路，当为负载供电的常用电源电压异常时将负载转换到备用电源，具有体积小、成本低等优点。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种简易型pc级双电源切换开关控制电路，用于供负载m1运行的常用电源故障时自动切换至备用电源，包括继电器驱动电路、负载供电电路和继电器k1，该继电器驱动电路包括电源故障检测电路、触发供电电路和继电器触发电路，所述的k1的转换触点的常开触点和常闭触点对应连接常用电源和备用电源且公共端通过负载供电电路接入m1，所述的电源故障检测电路包括与常用电源的3相连接的3路降压电路，所述的3路降压电路的阻抗相同且并联形成一个中性点，所述的继电器触发电路包括光耦u1、三极管q2和可控硅t1，所述的中性点连接u1的输入端，触发供电电路输出端分别与u1的c极、q2的c极和t1的门极连接，所述的u1的e极与q2的b极连接，所述的常用电源、k1、t1和地线依次连接构成回路。

进一步地，所述的电源故障检测电路还包括中性点与u1的输入端之间的降压整流电路，所述的降压整流电路包括依次串联的整流二极管、降压电阻和插接件jp1，所述的插接件jp1输出端设有下拉电阻。

进一步地，所述的触发供电电路包括依次串联的降压电阻和整流二极管，所述的触发供电电路经过整流二极管后分2路输出，第1路串联限流电阻后与u1的c极连接，第2路经过限流电阻后与q2的c极连接。

进一步地，所述的整流二极管的输出端与地线之间还连接有稳压滤波电路，该稳压滤波电路包括并联的下拉电阻、稳压二极管、电解电容和无极性电容。

进一步地，所述的k1包括3路转换触点，该3路转换触点中第1路转换触点的常闭触点和常开触点对应连接备用电源的n线和常用电源的n线，第2路转换触点的常闭触点和常开触点分别空置和连接常用电源的a线，第3路转换触点的常闭触点和常开触点分别连接备用电源的a线和空置，所述的负载供电电路包括3路分别与3路转换触点的公共端相连的连接电路。

进一步地，所述的第1路转换触点的公共端与m1之间的连接电路上串联有1个自动/手动开关，所述的第2路和第3路转换触点的公共端与m1之间的2路连接电路上各串联有1个辅助开关。

进一步地，与第2路和第3路转换触点连接的2路连接电路与第1路转换触点连接的连接电路之间均连接有拉弧吸收电路，所述的拉弧吸收电路包括串联的电阻和无极性电容。

进一步地，还包括2个分别以na和ra作为输入的电源指示灯供电电路，该电源指示灯供电电路包括依次串联的整流二极管、降压电阻和发光二极管，其中以na作为输入的电源指示灯供电电路还包括用于截断发光二极管的三极管q1，该q1的c极和e极与发光二极管的正极和负极对应连接，该q1的b极串联限流电阻后与u1的e极连接。

进一步地，所述的k1与t1之间还串联有整流全桥电路，所述的t1的门极与地线之间连接有下拉电阻。

进一步地，所述的u1的e极与地线之间还连接有滤波电路，该滤波电路包括并联的下拉电阻、电解电容和无极性电容。

与现有技术相比，本实用新型具有以如下有益效果：

(1)本实用新型的电源故障检测电路通过设置与常用电源的3相连接的3路降压阻抗相同的降压电路并联形成一个中性点，同时继电器触发电路设置了依次连接并由触发供电电路供电的1个光耦、1个三极管和1个可控硅，当常用电源出现缺相或失压时中性点的电压不为零，从而依次触发光耦、三极管和可控硅，其中可控硅与继电器串联后接入电源，可控硅被触发后继电器通电，继电器通过3路转换触点完成负载从常用电源供电转向备用电源供电，电源故障检测电路精简，仅通过一个继电器完成双电源切换，触发供电电路通过降压电阻以及整流二极管进行取电，控制电路整体结构简单，成本低，体积小；

(2)本实用新型设置了电源指示灯供电电路，并通过一个b极连接光耦e极的三极管连接在常用电源指示灯供电电路上的发光二极管的两端，当常用电源出现缺相或失压时依次触发光耦和该三极管，指示常用电源状态的发光二极管截断，从而传达常用电源故障信号，防止误指示，同时电路元件少，结构简单，成本低；

(3)本实用新型在负载供电电路上串联有辅助开关和手动开关，该辅助开关可检测和控制负载与电源的连接，当负载为电机时自动/手动开关可控制电机与控制零线的连接，以实现转换电机的自动和手动控制；

(4)本实用新型在负载供电电路的3路中与电源n相连接的1路与其余2路之间连接有拉弧吸收电路，用于吸收继电器的转换开关切换时产生的高压拉弧，提高了电路安全性和负载工作的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图；

图2为电源故障检测电路原理框图；

图3为继电器驱动电路图；

图4为电源指示灯供电电路图；

图5为继电器连接电路图；

图6为负载供电电路图；

图7为本实用新型整体电路图；

图8为本实用新型的电路运行流程图；

图9为对比专利的三相失压检测电路图；

图10为对比专利的控制电路原理图；

图中标号说明：

11.触发供电电路，12.电源故障检测电路，13.继电器触发电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种简易型pc级双电源切换开关控制电路，如图1，用于接入负载m1的三相四线常用电源故障时自动切换至包括a线和n线的备用电源，n三相四线通过插座n_input接入，备用电源的a线和n线相通过插座r_input接入，简易型pc级双电源切换开关控制电路包括继电器驱动电路、负载供电电路和继电器k1，该继电器驱动电路包括触发供电电路11、电源故障检测电路12和继电器触发电路13，如图2和图3，电源故障检测电路12包括并联且分别与常用电源的3相连接的3路降压电路，该3路降压电路阻抗相同，分别串联r16和r17、r19和r20以及r22和r23，三相电相与相之间相位相差120度，当三相电压基本相同时3路降压电路且相交形成一个电压为零的中性点s0，中性点s0与u1的c极之间依次串联整流二极管d10、降压电阻r21和插接件jp1，插接件jp1用于控制常用电源三相是否接入u1，插接件jp1输出端设有下拉电阻r24，减少干扰误触发u1的几率。

继电器触发电路13包括光耦u1、三极管q2和可控硅t1，u1的e极与q2的b极以及常用电源的n线nn连接，q2的c极和t1的门极连接，继电器k1一端与n的a线na连接，另一端依次连接由整流二极管d5、d7、d8和d9构成的整流全桥电路、t1和地线，构成回路，t1的门极与地线之间连接有下拉电阻r30，减少干扰误触发t1的门极的几率。

触发供电电路由na出发依次串联降压电阻r12、r13、r14和r15以及整流二极管d6，经过整流二极管d6后分2路输出，第1路串联限流电阻r29后与u1的e极连接，第2路经过串联限流电阻r11后与q2的c极连接。

如图5和图6，k1的转换触点的常开触点和常闭触点对应连接常用电源和备用电源且公共端通过负载供电电路接入m1，k1包括3路转换触点，该3路转换触点中第1路转换触点的常闭触点和常开触点对应连接备用电源的n线和常用电源的n线，第2路转换触点的常闭触点和常开触点分别空置和连接常用电源的a线，第3路转换触点的常闭触点和常开触点分别连接备用电源的a线和空置，负载供电电路包括3路分别与3路转换触点的公共端相连的连接电路。

第2路和第3路转换触点的公共端与m1之间的2路连接电路上各串联有1个辅助开关，其中辅助开关n_aux用于控制和检测常用电源分合闸状态，辅助开关r_aux用于控制和检测备用电源分合闸状态，与第2路和第3路转换触点连接的2路连接电路与第1路转换触点连接的连接电路之间均连接有拉弧吸收电路，用于吸收k1的转换触点切换时产生的高压拉弧，拉弧吸收电路包括电阻r27和r28以及无极性电容c3和c4。

如图4，简易型pc级双电源切换开关控制电路还包括2个分别以na和ra作为输入的电源指示灯供电电路，常用电源的电源指示灯供电电路包括依次串联的整流二极管d3、降压电阻r3、r7和发光二极管npwr，备用电源电源指示灯供电电路包括依次串联的整流二极管d4、降压电阻r4、r8和发光二极管rpwr，常用电源和备用电源正常时npwr和rpwr均亮灯，以na作为输入的电源指示灯供电电路还包括用于截断npwr的三极管q1，该q1的c极和e极与npwr的正极和负极对应连接，该q1的b极串联限流电阻后与u1的e极连接，当常用电源缺相时u1的e极有输出，q1被导通进而将npwr截断，npwr熄灭以指示常用电源出现缺相，防止误指示。

整流二极管的输出端与地线之间还连接有稳压滤波电路，该稳压滤波电路包括并联的下拉电阻r10、稳压二极管zd1、电解电容e2和无极性电容c1，u1的e极与地线之间还连接有滤波电路，该滤波电路包括并联的下拉电阻r25、电解电容e1和无极性电容c2，无极电容器包括云母、丙烯或陶瓷电容器，稳压二极管用于稳定输入q2的c极的na电压，并联的电解电容用于降低稳压二极管产生的噪声，电解电容具有卷绕电感而对高频噪声滤除作用差，无极电容器容量小，用于滤除na中的高频噪声，从而将na中包含的高频、低频成分充分旁路，增加稳压效果，整体减小误触发q2的几率，简易型pc级双电源切换开关控制电路的整体电路图如图7。

如图8，电源故障检测电路包括与常用电源的3相连接的3路降压电路，3路降压电路的阻抗相同且并联形成一个中性点，继电器触发电路包括光耦u1、三极管q2和可控硅t1，中性点连接u1的输入端，触发供电电路输出端分别与u1的c极、q2的c极和t1的门极连接，u1的e极与q2的b极连接，常用电源、k1、t1和地线依次连接构成回路，当常用电源正常时中性点的电压为零，u1未被触发，q2截止，t1的门极被触发供电电路触发，常用电源、k1、t1和地线依次连接构成的回路导通，k1吸合，第1路、第2路和第3路转换触点的公共端分别与常开触点连接，m1接入常用电源的a线和n线；当常用电源的a相、b相和c相出现缺相或失压时中性点的电压不为零，u1被触发，q2导通，触发供电电路的电流被截断到地线，t1的门极未被触发，常用电源、k1、t1和地线依次连接构成的回路未导通，其中当与k1连接的一相缺相时k1直接断电，总之当常用电源出现缺相或失压时k1断电，第1路、第2路和第3路转换触点的公共端分别与常闭触点连接，m1接入备用电源a线和n线，实现m1从常用电源到备用电源的转换。

负载m1为电机，该电机可正反转，第1路转换触点的公共端与m1之间的连接电路上串联有1个自动/手动开关a/m，当自动/手动开关接通时电机的零线与控制零线接通，电机可以正反转以自动带动机构转换；当自动/手动开关断开时，电机的零线与控制零线断开，电机不能得电，则只能通过手动转换。

本实施例提出了一种简易型pc级双电源切换开关控制电路，实现了常用电源检测缺相和失压功能，备用电源检测失压功能，常用电源电压正常时不使用备用电源，具有切换电机手动和自动工作模式的切换开关a/m，只使用了一个继电器k1，实现了双电源转换，结构紧凑，体积小，成本低。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。