一种智能型外部电源监控切换装置的制作方法

1.本实用新型涉及供电技术领域，更具体的说，本实用新型涉及一种智能型外部电源监控切换装置。


背景技术：

2.在一些不允许供电中断的重要用电场所，为了保证用电系统的正常工作，通常采用双电源供电，在不同的应用场景下，对主电源和备用电源实时监控，以实现精准的电源切换控制。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种智能型外部电源监控切换装置。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能型外部电源监控切换装置，其改进之处在于：包括触摸屏显示驱动模块、arm微控制器、两个电参数采集模块、ats输入输出采集模块和ats电源切换开关；触摸屏显示驱动模块与arm微控制器连接，用于输入参数给arm微控制器；arm微控制器与电参数采集模块连接，用于读取电参数采集模块的电参数；两个电参数采集模块分别与外部的市电和发电车连接，用于监控并采集市电和发电车的电参数；arm微控制器与ats输入输出采集模块连接，用于控制ats输入输出采集模块的输入输出；ats输入输出采集模块与ats电源切换开关连接，用于控制ats电源切换开关的开关状态；ats电源切换开关的一端与外部的市电和发电车连接，另一端与负载连接，用于切换市电和发电车的供电给负载。
5.在上述结构中，所述的电参数采集模块包括电参数信号调理电路和电量采集电路；
6.电参数信号调理电路包括三相电流信号调理电路和三相电压信号调理电路，三相电流信号调理电路与电量采集电路连接，用于将三相电流信号调理采集后输出给电量采集电路采集；三相电压信号调理电路与电量采集电路连接，用于将三相电压信号调理采集后输出给电量采集电路采集。
7.在上述结构中，所述的三相电流信号调理电路包括电流互感器ct、a相电流信号调理单元、b相电流信号调理单元和c相电流信号调理单元，
8.a相电流信号调理单元、b相电流信号调理单元和c相电流信号调理单元的结构相同；
9.a相电流信号调理单元包括端子j1a、电阻r1、电阻r2、电阻r7、电阻r8、电容c1和电容c2,端子j1a包括端口p1和端口p3；
10.端口p1和端口p3分别接入a相电流的输入输出，端口p1和端口p3与电流互感器ct连接，电阻r1的一端与电流互感器ct连接，另一端与第一连接点连接；电阻r1与电流互感器ct之间设有第二连接点，第二连接点与电阻r7连接，电阻r7的另一端连接有第三连接点，第
一连接点和第三连接点分别与电容c1的两端连接；
11.电阻r2的一端与电流互感器ct连接，另一端与第一连接点连接；电阻r2与电流互感器ct之间设有第四连接点，第四连接点与电阻r8连接，电阻r8的另一端连接有第五连接点，第一连接点和第五连接点分别与电容c2的两端连接；
12.第一连接点接地，第三连接点和第五连接点均与所述电量采集电路连接，输出a相电流信号给电量采集电路；
13.相应于a相电流信号调理单元接入a相电流的输入输出，与电流互感器ct连接，输出a相电流信号给电量采集电路；b相电流信号调理单元也接入b相电流的输入输出，与电流互感器ct连接，输出b相电流信号给电量采集电路；c相电流信号调理单元也接入c相电流的输入输出，并与电流互感器ct连接，输出c相电流信号给电量采集电路。
14.在上述结构中，所述的三相电压信号调理电路包括a相电压信号调理单元、b相电压信号调理单元和c相电压信号调理单元，a相电压信号调理单元、b相电压信号调理单元和c相电压信号调理单元的结构相同；
15.a相电压信号调理单元包括端子j2a、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r14、电阻r15和电容c8，端子j2a包括端口p2，端口p2接入a相电压；端口p2与电阻r20连接，电阻r30的另一端与电阻r21连接，电阻r21的另一端与电阻r22连接，电阻r22的另一端与电阻r14连接，电阻r22与电阻r14之间设有第六连接点，第六连接点与电阻r15连接，电阻r15的另一端接地；第六连接点还与电容c8连接，电容c8的另一端接地；
16.电阻r14的另一端与所述电量采集电路连接，输出a相电压信号给电量采集电路；
17.相应于a相电压信号调理单元接入a相电压，与电量采集电路连接，输出a相电压信号给电量采集电路；b相电压信号调理单元接入b相电压，也与电量采集电路连接，输出b相电压信号给电量采集电路；c相电压信号调理单元接入c相电压，也与电量采集电路连接，输出c相电压信号给电量采集电路。
18.在上述结构中，所述电量采集电路包括三相电能测量芯片u1，三相电能测量芯片u1包括端口iap、端口ian、端口ibp、端口ibn、端口icp、端口icn、端口icn、端口vap、端口vbp和端口vcp，
19.端口iap与所述第三连接点连接，端口ian与所述第五连接点连接，用于接收a相电流信号；相应地，端口ibp和端口ibn，与b相电流信号调理单元连接，用于接收b相电流信号；端口icp和端口icn，与c相电流信号调理单元连接，用于接收c相电流信号；
20.端口vap与电阻r14连接，用于接收a相电压信号；相应地，端口vbp与b相电压信号调理单元连接，用于接收b相电压信号；端口vcp与c相电压信号调理单元连接，用于接收c相电压信号。
21.在上述结构中，所述的三相电能测量芯片u1还包括端口dot、端口scx、端口din和使能端口cs；
22.arm微控制器通过spi总线与端口dot、端口scx、端口din和使能端口cs均连接，读取三相电能测量芯片u1接收到的电参数。
23.在上述结构中，所述电量采集电路还包括指示灯控制电路，指示灯控制电路包括运行指示灯led-lw和数据指示灯led-lv；所述的三相电能测量芯片u1还包括端口wato和端口waro；
24.运行指示灯led-lw与端口wato连接，用于指示电量采集电路的运行状态；
25.数据指示灯led-lv与端口waro连接，用于指示电量采集电路的电参数采集状态。
26.本实用新型的有益效果是：对主电源和备电源进行实时监控，通过触摸屏显示驱动模块输入参数命令，实现切换市电和/或发电车来供电，选择不同的供电模式来给负载供电，保证供电的稳定性。
附图说明
27.附图1为本实用新型的一种智能型外部电源监控切换装置的整体结构示意图。附图2为图1中的电参数信号调理电路的结构框图。
28.附图3为图1中的电量采集电路的电路图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
30.以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
31.参照图1所示，本实用新型揭示了一种智能型外部电源监控切换装置，包括触摸屏显示驱动模块10、arm微控制器20、两个电参数采集模块30、ats输入输出采集模块40和ats电源切换开关50；触摸屏显示驱动模块10与arm微控制器20连接，arm微控制器20的型号为s3c2440a，输入参数命令给arm微控制器20；arm微控制器20与电参数采集模块30连接，读取电参数采集模块30的电参数；两个电参数采集模块30分别与外部的市电和发电车连接，用于监控并采集市电和发电车的电参数；arm微控制器20与ats输入输出采集模块40连接，控制ats输入输出采集模块40的输入输出；ats输入输出采集模块40与ats电源切换开关50连接，用于控制ats电源切换开关50的开关状态；ats电源切换开关50的一端与外部的市电和发电车连接，另一端与负载连接，用于切换市电和发电车的供电给负载。用户在对负载等用电设备进行供电时，可通过触摸屏显示驱动模块10输入参数命令给arm微控制器20，arm微控制器20读取电参数采集模块30的电参数，并通过ats输入输出采集模块40，切换ats电源切换开关50，实现切换市电和/或发电车来供电，选择不同的供电模式来给负载供电。
32.结合图2和图3所示，所述的电参数采集模块30包括电参数信号调理电路301和电量采集电路302；
33.所述电量采集电路302包括三相电能测量芯片u1，三相电能测量芯片u1的型号为ade7758，三相电能测量芯片u1包括端口iap、端口ian、端口ibp、端口ibn、端口icp、端口icn、端口icn、端口vap、端口vbp和端口vcp；
34.电参数信号调理电路301包括三相电流信号调理电路3011和三相电压信号调理电路3012；
35.所述的三相电流信号调理电路3011包括电流互感器ct、a相电流信号调理单元30111、b相电流信号调理单元30112和c相电流信号调理单元30113，电流互感器ct的型号为bh0.66-40ⅰ600/5。
36.a相电流信号调理单元30111、b相电流信号调理单元30112和c相电流信号调理单元30113的结构相同；
37.a相电流信号调理单元30111包括端子j1a、电阻r1、电阻r2、电阻r7、电阻r8、电容c1和电容c2,端子j1a包括端口p1和端口p3；
38.端口p1和端口p3分别接入a相电流的输入输出，端口p1和端口p3与电流互感器ct连接，电阻r1的一端与电流互感器ct连接，另一端与第一连接点60连接；电阻r1与电流互感器ct之间设有第二连接点70，第二连接点70与电阻r7连接，电阻r7的另一端连接有第三连接点80，第一连接点60和第三连接点80分别与电容c1的两端连接；
39.电阻r2的一端与电流互感器ct连接，另一端与第一连接点60连接；电阻r2与电流互感器ct之间设有第四连接点90，第四连接点90与电阻r8连接，电阻r8的另一端连接有第五连接点100，第一连接点60和第五连接点100分别与电容c2的两端连接；
40.第一连接点60接地，第三连接点80与所述端口iap连接，第五连接点100与所述端口ian连接，输出a相电流信号给电量采集电路302；
41.因为a相电流信号调理单元30111、b相电流信号调理单元30112和c相电流信号调理单元30113的结构相同，a相电流信号调理单元30111、b相电流信号调理单元30112和c相电流信号调理单元30113也均与电流互感器ct为相同的连接方式，a相电流信号调理单元30111、b相电流信号调理单元30112和c相电流信号调理单元30113也均为相同的接入电流的方式，因此，相应于a相电流信号调理单元30111接入a相电流的输入输出，与电流互感器ct连接，输出a相电流信号给端口iap和端口ian，b相电流信号调理单元30112与a相电流信号调理单元的结构相同，b相电流信号调理单元30112接入b相电流的输入输出的结构也相同，与电流互感器ct连接的方式也相同，并输出b相电流信号给端口ibp和端口ibn；同样的，c相电流信号调理单元30113也接入c相电流的输入输出，并与电流互感器ct连接，并输出c相电流信号给端口icp和端口icn，实现了将三相电流信号调理采集后输出给电量采集电路302采集。
42.所述的三相电压信号调理电路3012包括a相电压信号调理单元30121、b相电压信号调理单元30122和c相电压信号调理单元30123，a相电压信号调理单元30121、b相电压信号调理单元30122和c相电压信号调理单元30123的结构相同；
43.a相电压信号调理单元30121包括端子j2a、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r14、电阻r15和电容c8，端子j2a包括端口p2，端口p2接入a相电压；端口p2与电阻r20连接，电阻r30的另一端与电阻r21连接，电阻r21的另一端与电阻r22连接，电阻r22的另一端与电阻r14连接，电阻r22与电阻r14之间设有第六连接点110，第六连接点110与电阻r15连接，电阻r15的另一端接地；第六连接点110还与电容c8连接，电容c8的另一端接地；
44.电阻r14的另一端与所述端口vap连接，输出a相电压信号给电量采集电路302；
45.因为a相电压信号调理单元30121、b相电压信号调理单元30122和c相电压信号调理单元30123的结构相同，a相电压信号调理单元30121、b相电压信号调理单元30122和c相电压信号调理单元30123也均为相同的接入电压的方式，a相电压信号调理单元30121、b相
电压信号调理单元30122和c相电压信号调理单元30123的结构相同也均与电量采集电路302为相同的连接方式，因此，相应于a相电压信号调理单元30121接入a相电压，与电量采集电路302连接，输出a相电压信号给电量采集电路302，b相电压信号调理单元30122与a相电压信号调理单元30121的结构相同，接入b相电压的方式也相同，并与端口vbp连接，输出b相电压信号给电量采集电路302；同样的，c相电压信号调理单元30123接入c相电压，并与端口vcp连接，输出c相电压信号给电量采集电路302，实现了将三相电压信号调理采集后输出给电量采集电路302采集。
46.进一步的，所述的三相电能测量芯片u1还包括端口dot、端口scx、端口din和使能端口cs；arm微控制器通过spi总线与端口dot、端口scx、端口din和使能端口cs均连接，当使能端口cs为低电平时，arm微控制器实时读取三相电能测量芯片u1接收到的电参数。
47.进一步的，所述电量采集电路302还包括指示灯控制电路3021，指示灯控制电路3021包括运行指示灯led-lw和数据指示灯led-lv；所述的三相电能测量芯片u1还包括端口wato和端口waro；运行指示灯led-lw与端口wato连接，指示电量采集电路302的运行状态；数据指示灯led-lv与端口waro连接，指示电量采集电路302的电参数采集状态。
48.本实用新型的智能型外部电源监控切换装置，分别采集市电和发电车的电参数，并根据触摸屏显示驱动模块输入的参数，实现电源切换开关的切换。
49.参照图1所示，ts电源切换开关的型号为otm630e4cm230c，ats电源切换开关包括开关cb1和开关cb2，开关cb1的一端与市电连接，另一端与负载连接，开关cb2的一端与发电车连接，另一端与负载连接，ats输入输出采集模块的型号为ioc-2102，端口p27为cb1状态输入端口、端口p28为cb2状态输入端口、端口p29为公共端，ats输入输出采集模块包括端口p27、端口p28、端口p29、端口p30、端口p31、端口p32、端口p33、端口p34、端口p35、端口p36和端口p37，端口p27、端口p28均为无缘常开节点输入；如果检测到端口p27为闭合状态，则判断为开关cb1处于闭合状态，如果检测到端口p27为开路状态，则判断开关cb1处于断开状态，如果检测到端口p28为闭合状态，则判断为开关cb2处于闭合状态，如果检测到端口p28为开路状态，则判断为开关cb2处于断开状态；
50.端口p30和端口p31为常开输出节点，用于控制开关cb1闭合，端口p32和端口p33为常开输出节点，用于控制开关cb1断开，端口p34和端口p35为常开输出节点，用于控制开关cb2闭合，端口p36和端口p37为常开输出节点，用于控制a开关cb2断开；
51.本实用新型的智能型外部电源监控切换装置具备六种功能模式：
52.模式一固定电源1：
53.该工作模式下，默认负载使用市电供电，即控制ats电源切换开关一直处于开关cb1闭合、开关cb2断开的状态。通过两个电参数采集模块分别采集显示市电和发电车的电参数，并通过端口p27和端口p28，检测开关cb1和开关cb2的闭合状态；
54.如果开关cb1断开和开关cb2闭合，则控制端口p36和端口p37闭合，并保持3秒，控制开关cb2断开，然后控制端口p30和端口p31闭合，并保持3秒，控制开关cb1闭合；如果开关cb1断开、开关cb2断开，控制端口p30和端口p31闭合并保持3秒，控制ats电源切换开关的cb1闭合；如果cb1闭合和cb2断开，则不做改变保持ats电源切换开关状态。
55.模式二固定电源2：
56.该工作模式下，默认负载使用发电车供电，即控制一直处于开关cb1断开且开关
cb2闭合的状态。通过常端口p27和端口p28，检测开关cb1和开关cb2的闭合状态；
57.如果开关cb1闭合和开关cb2断开，则控制端口p32和端口p33闭合，并保持3秒，控制开关cb1断开，然后端口p34和端口p35闭合，并保持3秒，控制开关cb2闭合；如果开关cb1断开且开关cb2断开，控制端口p34和端口p35闭合，并保持3秒，控制开关cb2闭合；如果开关cb1断开且开关cb2闭合，则不做改变保持ats电源切换开关状态。
58.模式三停止供电：
59.该工作模式下，默认负载不供电，即一直处于开关cb1断开且开关cb2断开的状态。通过端口p27和端口p28，检测开关cb1和开关cb2的闭合状态；
60.如果开关cb1闭合，则控制端口p32和端口p33闭合并保持3秒，控制开关cb1断开；如果开关cb2闭合，则控制端口p36和端口p37闭合，并保持3秒，控制开关cb2断开。
61.模式四自动供电1：
62.该工作模式下，默认市电为主电，发电车为备电，即当市电正常时开关cb1处于闭合且开关cb2处于断开的状态；当市电异常且发电车正常供电时处于开关cb1断开且开关cb2闭合的状态；当市电恢复正常时，恢复至开关cb1闭合且开关cb2断开的状态并保持；
63.该模式下，开关cb1和开关cb2的开闭控制同前三种模式，此处不在重复描述；
64.模式五自动供电2：
65.该工作模式下，默认发电车为主电，市电为备电，即当发电车供电正常时开关cb1处于断开且开关cb2处于闭合的状态；当发电车异常且市电正常供电时控制开关cb1处于闭合且开关cb2处于断开的状态；当发电车供电恢复正常时，恢复至开关cb1断开且开关cb2闭合的状态并保持；
66.该模式下，开关cb1和开关cb2的开闭控制同前三种模式，此处不在重复描述；
67.模式六自动切换：
68.该工作模式下，市电和发电车互为主备，即当发市电供电正常时开关cb1处于闭合且开关cb2处于断开的状态；当市电异常且发电车正常供电时开关cb1处于闭合且开关cb2处于断开的状态；当发电车供电恢复正常时，恢复至开关cb1断开且开关cb2闭合的状态并保持；
69.该模式下，开关cb1和开关cb2的开闭控制同前三种模式，此处不在重复描述。
70.本实用新型的一种智能型外部电源监控切换装置，对主电源和备电源进行实时监控，通过触摸屏显示驱动模块输入参数命令，实现切换市电和/或发电车来供电，选择不同的供电模式来给负载供电，保证供电的稳定性。
71.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。