专利名称：多供电回路自动转换装置的制作方法
技术领域：
多供电回路自动转换装置
所属技术领域-
本实用新型涉及一种供电回路自动转换装置，特别是三个以上的多供电回路自动转换装置。
技术背景
目前，需要比较可靠供电的单位或设备， 一般采用电网双回路供电。而更重要的单位或 部门则另有柴油发电机组、移动电站、UPS等设备作为备用，以得到更为可靠的供电保障，
因而需要对这些三个及三个以上供电回路进行选择和转换。目前公知的方法是采用一种双电 源自动转换装置来进行电源转换。 现有的使用双电源自动转换装置进行三个及三个以上多供电回路的转换的技术有着明显
的缺点，主要表现在
1、 使用双电源自动装换装置只能进行两个供电回路的转换。对于采用电网双回路供电， 而同时又备有其它备用电源设备的情况下，双电源自动转换装置只能用于电网的双回路转换。 而当需要转换到其它备用电源的时候，则必需再由另外的转换电路或装置来进行第二级甚至 第三级转换，这种多级转换的电气结构较为复杂，有的需要使用多台双电源自动转换装置， 有的须外加较为复杂的控制电路，有的还要进行人工操作，投资大，安装维护难度大。
2、 由于是逐级判断、逐级转换，故回路较多时需要较长的时间才能选通目标回路。
3、 很难实现全部回路的机械连锁，万一发生误动作将多个回路同时接通，将造成严重事故。
发明内容
本实用新型的目的在于克服利用现有技术双电源自动转换装置进行三个及三个以上多电 源自动转换方法的缺点，设计一种多供电回路自动转换装置，更准确、更快速、更安全地满 足多电源(三回路及以上)供电的用户或设备对供电回路进行自动选择和转换的要求，简化 整个电源系统的结构，降低造价和提高供电质量。
本实用新型的技术方案是 一种多供电回路自动转换装置，包括电路开关、操动器和控 制器，其特征在于它由N个电路开关及其对应的N个操动器集中横向并列安装在底板上，每 个电路开关叠置一个操动器，N个操动器由一个共同的机械联锁机构联结；机械联锁机构是 由一个导轨横向联结在N个操动器面板上，导轨上有凸起的n形开口 ， n形开口内装有(N-l ) 个平行排列、横向滑移的限位锁板，n形开口宽度比(N-l)块限位块宽度总和略大于一根拨 杆杆径，导轨上对应于各操动器拨杆处有容纳拨杆穿入上、下的纵向条孔；由控制器分别与各操动器电连接，控制器电路包含电源电路、控制电路、驱动电路、和操作电路；由电源模 块DY与SO连接组成电源电路，提供5V直流电源VCC和12V直流电源VDD;由微处理器 Ul、接口 Sl、 S2、液晶显示器LCD、电位器W1、电容C1一C6、电感L、电阻R1—R5、稳 压管DW、晶振器X1和电源VCC连接成控制电路22，它分别与驱动电路21及操作电路23 电连接；由三极管Q1—Q6、 二极管D1—D6、发光二极管D7—D12、电阻R6—R17、继电 器J1""J6、接口S3—S7和电源VDD连接成驱动电路21，其三极管Q1—Q6的控制极分别经 电阻R6—R11连接至控制电路22的微处理器Ul的19一24脚；由显示及键盘专用芯片U2、 按键AN1—AN20、排阻PR1、接口 S8、电阻R18""R21、电容C7~C9、晶振器X2、电源 VCC连接成操作电路23，其芯片U2的6、 8、 7、 9脚分别对应接至控制电路22的微处理器 Ul的16、 25、 26、 11脚。
本实用新型的有益效果是
1、 由于对用户的备用供电设备与电网供电回路统一进行供电转换，与现有转换方案相比， 方案清晰，结构简单，大大简化供电系统的一、二次电路，便于安装维护，节约投资。
2、 由于是在同一层次内进行判断、 一次性转换，故可以快速选通目标回路，縮短停电时 间，提高供电质量。
3、 由于多个回路集中在同一个装置中，故能够在所有电源回路的开关之间实现机械联锁， 防止多个回路开关同时接通，其安全性大为提高。
图1是本实用新型多供电回路自动转换装置的基本结构图2是本实用新型多供电回路自动转换装置的机械联锁器结构图3是本实用新型的控制器电路图4为本实用新型多供电回路自动转换装置应用于四回路供电示例； 图5.1~图5. 7是现有技术双电源自动转换装置构成多供电回路转换的实施方案 图5. 1是双回路电源转换方案； 图5. 2是三回路供电方案之例一； 图5. 3是三回路供电方案之例二； 图5. 4 图5. 7是四回路供电方案。
具体实施方式
本实用新型结合具体实施例参见附图进一步说明如下
本实用新型的实施例是四供电回路电源自动转换装置，基本结构参见附图l，它由4个操动器l、 2、 3和4分别与4个电路开关5、 6、 7和8叠置，并列安装在底板9上，在控制器 IO的指令下，操动器l、 2、 3和4分别驱动回路开关5、 6、 7和S通、断动作，实现供电转 换功能。控制器10既可安装在配电设备的面板或柜门上，由电缆11穿过底板9的孔与操动 器l、 2、 3和4电连接，组成分体式多回路电源转换装置；也可以直接装在底板9上，组成 一体式多供电回路电源自动转换装置。操动器1、 2、 3、 4上叠装机械连锁器12，它的作用 是当某一个回路处于合闸位置时，确保其它回路不会误操作合闸。
机械连锁器12的基本结构参见附图2，机械连锁器12由导轨20和底边两端有斜角的限 位锁板13、 14、 15组成，限位锁板可以在导轨20上横向移动，但是无论如何移动，三个限 位锁板13、 14、 15宽度之和与导轨20的凸起n形开口 21之间的间隙永远只能容纳一个拨杆。 拨杆16、 17、 18和19分别是操动器1、 2、 3和4的拨杆，图中这些拨杆16、 18、 19处于开 关分断的位置，开关分断时拨杆向下移动，拨杆17处于开关合闸的位置，开关合闸时拨杆向 上推动。限位锁板13、 14、 15排成一列在导轨20上滑动。如果该转换装置为N个回路，则 限位锁板为(N-l)个。这样，各限位锁板之间以及限位锁板与导轨开口 21两端之间的间隙 恰为N个。这些间隙分别位于对应的回路开关操动器伸出的拨杆上方，回路开关合闸时，该 操动器的拨杆向上移动，因斜角的作用推动限位锁板横向移位，形成一个刚好可以容纳拨杆 的缺口，使拨杆顺利进入该缺口中。但是其它拨杆上方的间隙则被限位锁板强行关闭，不能 形成缺口，以阻止其它拨杆进入。
在导轨20上对应于个拨杆16、 17、 18、 19处，各有一条纵向槽孔24，各拨杆分别穿过 纵向槽孔24上、下拨动。限位锁板13、 14、 15在导轨20上的横向滑移结构是在各限位锁 板上均有一条横向的滑移槽孔22,由带有限位头的柱销23穿过滑移槽孔22将限位锁板联接 在导轨20上，各限位锁板沿各自滑移槽孔22在导轨20上左右横向滑移。 本实用新型采用的控制器10电路原理图参见附图3:
控制器电路由控制电路22、驱动电路21、操作电路23和电源电路24四个电路连接组成。 (1)控制电路
由微处理器U1、接口S1、接口S2、液晶显示器LCD、电位器W1、电容C1 C6、电抗L、 电阻R1 R5、稳压管DW、晶振器X1和电源VCC连接成控制电路22。
Ul为高性能单片微处理器ATMEGA128;液晶显示器LCD的型号为JHD240128D; S2为各回 路电压检测接口，用于连接各供电回路检测电压的传感器接口； Sl为编程接口，用于连接输 入软件程序的外部设备，在向微处理器U1写入程序并调试完成后，该接口不再作用。
微处理器Ul的40 44脚和1 3脚用于八位并行数据传送，与12 15脚控制线一起连接至液晶显示器LCD显示各种工作参数及相关内容；微处理器Ul的ll、 16、 25和26脚分别 连接至操作电路23;微处理器U1的19、 20、 21、 22 、 23和24脚分别连接至驱动电路21; 稳压管DW及其周边元件组成的电路产生基准电压，连接至微处理器U1的29脚，作为模数转 换的电压基准；微处理器U1的7、 8脚与晶振X1、电容C4、 C5组成精密振荡器，提供微处 理器U1所需的时钟基准。微处理器U1的处理结果由19 24脚送出，经连接线KZ0 KZ5接 至驱动电路21。
(2) 驱动电路21
由三极管Q1 Q6、 二极管D1 D6、发光二极管D7 D12、电阻R6 R17、继电器J1 J6、 接口 S3 S7和电源VDD连接成驱动电路21 。
以含有三极管Q4的驱动回路为例控制电路22的驱动信号连接线KZ4与电阻R9连接， 将信号再加到三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极与继电器J4的线圈下端连接，线圈上端 则连接电源VDD，驱动信号经三极管Q4放大后推动继电器J4动作，二极管D4连接在继电器 J4的线圈两端，用于吸收线圈的操作过电压，发光二极管D10与电阻R15串联后也连接在继 电器J4的线圈两端，线圈通电时发光二极管D10发光，用于显示各个驱动回路的状态。继电 器J4的两个静触点分别连接接口S6的1、 2两脚。继电器J4的的动触点向左接触时，经S6 的1脚连接操动器4的合闸接线端H;参见图5继电器J4的的动触点向右接触时，经S6的2 脚连接操动器4的分闸接线端F。五个驱动回路的原理完全相同。
三极管Q6的周边电路也与上述五个驱动回路相似，不同的是由于继电器J6的触点 J6. 1 J6.5分别与继电器J1 J5的触点相串联，故只有在继电器J6接通时,它的触点J6. l J6. 5才分别将继电器J1 J5的动触点连通至接口 S3 S7的3脚，形成接口 S3 S7的1、 2 脚与第3脚之间的触点通路。
驱动电路21包含五个驱动回路，但本实施例中只使用了其中四个。
(3) 操作电路23:
由显示及键盘专用芯片U2、按键AN1—AN20、排阻PR1、接口 28、电阻R18—R21、电容
C7"C9、晶振器X2连接成操作电路23。
操作电路23中U2为显示及键盘专用芯片，型号为ZLG7289，电路中只使用其键盘部分。 芯片U2的6、 7、 8、 9脚连线CS1、 CLK、 DIO和INTO分别连接微处理器Ul的16、 26、
25、 11脚，传送各个控制信号；电阻R16与C6连接后接至芯片U2的28脚，为芯片U2提供
初始复位信号；芯片U2的26、 27脚与晶振X2、电容C7、 C8组成精密振荡器，提供芯片U2
需要的时钟基准。在键盘操作部分，芯片U2的12 16脚为键盘阵列的行线，18 21脚为列线，组成一个 5X4的矩阵，故最多可以设置20个按键，标号为AN1 AN20。各键定义功能如下 AN1 AN9为数字键"1" "9" ; AN10为数字键"0";
AN11为小数点键"0" ; AN12为"退格"键；
AN13为"确定"键； AN14为"解除"键；
AN15为"设置"键； AN16为"锁定"键；
AN17为"全分"键； AN18为"手动"键；
其它键未定义内容。
其中"锁定"键用于锁定当前状态，无论供电回路情况如何，不作任何转换动作，只
有"解除"键方能解除，恢复自动转换工作；
按下"全分"键，将使所有供电回路全部断开； 按下"手动"键可以人工确定接通的回路，并自动进入锁定状态； 按下"设置"键可以设置各种工作参数； 其它各键为常规操作。 (4)电源电路24:
电源电路24由电源模块DY与接口 SO连接组成，将220V的交流电源转换成5V直流电源 VCC和12V的直流电源VDD。其中VCC供控制电路22和操作电路23使用，VDD供驱动电路21 使用。
本实施例采用一台四供电回路自动转换装置来现有供电回路L1、 L2、 L3、 L4之间的任意 切换。参见附图4，图中用虚线框表示四供电回路自动转换装置30。图中第一供电回路L1、 第二供电回路L2、第三供电回路L3和第四供电回路L4分别与对应的回路开关K1、 K2、 K3 和K4的进线端连接，回路开关K1、 K2、 K3和K4的出线端并联后再连接输出回路L0。各个 回路开关K1""K4在同一个4供电回路自动转换装置30内，四供电回路相互之间具有机械连 锁，能确保任何时候最多只能有一个供电回路与输出回路LO接通。
在实际应用中，输入回路可以是电网供电回路，可以是备用电源设备供电回路，或是它 们的任意组合，只要按照需要对转换装置设定各个回路的优先权即可。
如果输入回路不是四个，例如是三个或五个，则选用三回路或五回路的多回路电源转换 装置即可。
下面介绍现有技术双电源自动转换装置的应用，作为与本实用新型对比参考 现有技术双电源自动转换装置及使用它组成的三回路和四回路转换的技术方案参见附图5.1—5.7。图中双电源自动转换装置40用虚线框表示。
图中Ll为第一供电回路；L2为第二供电回路；L3为第三供电回路；L4为第四供电回 路；LO为输出回路；该装置内的两个回路都具有机械联锁功能。
图5.1是目前公知的现有技术双回路的电源转换方案。该方案采用一台双电源自动转换装 置40切换两个回路L1、 L2，装置的两个回路L1、 L2之间具有机械联锁，确保任何时候只有 一个供电回路接通输出回路LO。
图5.2是目前公知的三回路供电方案之例一。该方案由连接于两个回路L1、 L2上的一台 双电源自动转换装置40和另外一个单独回路L3组成，Ll、 L2与L3之间没有机械联锁，需
要另设控制电路进行转换控制。
图5.3是现有技术的三回路供电方案之例二。该方案虽然其实现了L1、 L2、 L3三个回路 的联锁，但需要两次检测和转换，停电时间较长，且需要两台双电源自动转换装置40。
图5.4是现有技术的四回路供电方案之例一。该方案由连接于双回路L1、 L2之上的两台 双电源自动转换装置40和两个单独回路L3、 L4组成，Ll、 L2之间虽有机械联锁，但该双电 源自动转换装置40与另外的两个单独回路L3、 L4之间均没有机械联锁，两个单独回路L3、 L4之间也没有机械联锁，安全性较差，且需要另设控制电路进行转换控制。
图5. 5是现有技术的四回路供电方案之例二。该方案由L1一L4四条回路和两台双电源自 动转换装置40组成，每个双电源自动转换装置40连接两条回路，但两台双电源转换装置30 之间没有机械联锁，安全性较差，且需要另设控制电路进行转换控制。
图5. 6和图5. 7是现有技术的四回路供电方案之例三和例四。该方案由四条回路L1一L4 和三台双电源自动转换装置40组成，各双电源自动转换装置40都具有机械连锁，能确保任 何时候只有一个供电回路接通输出回路LO,比较安全，但是方案结构复杂，各个双电源自动 转换装置的动作时间要求精确设定，维护要求高，且投资较大。
权利要求1、一种多供电回路自动转换装置，包括电路开关、操动器和控制器，其特征在于它由N个电路开关及其对应的N个操动器集中横向并列安装在底板上，每个电路开关叠置一个操动器，N个操动器由一个共同的机械联锁机构联结；机械联锁机构是由一个导轨横向联结在N个操动器面板上，导轨上有凸起的П形开口，П形开口内装有N-1个平行排列、横向滑移的限位锁板，П形开口宽度比N-1块限位块宽度总和略大于一根拨杆杆径，导轨上对应于各操动器拨杆处有容纳拨杆穿入上、下的纵向条孔；由控制器分别与各操动器电连接，控制器电路包含电源电路、控制电路、驱动电路、和操作电路；由电源模块(DY)与(SO)连接组成电源电路，提供5V直流电源(VCC)和12V直流电源(VDD)；由微处理器(U)1、接口(S1、S2)、液晶显示器(LCD)、电位器(W1)、电容(C1-C6)、电感(L)、电阻(R1-R5)、稳压管(DW)、晶振器(X1)和电源(VCC)连接成控制电路(22)，它分别与驱动电路(21)及操作电路(23)电连接；由三极管(Q1-Q6)、二极管(D1-D6)、发光二极管(D7-D12)、电阻(R6-R17)、继电器(J1-J6)、接口(S3-S7)和电源(VDD)连接成驱动电路(21)，其三极管(Q1-Q6)的控制极分别经电阻(R6-R11)连接至控制电路(22)的微处理器(U1)的脚(19-24)；由显示及键盘专用芯片(U2)、按键(AN1-AN20)、排阻(PR1)、接口(S8)、电阻(R18-R21)、电容(C7-C9)、晶振器(X2)、电源(VCC)连接成操作电路(23)，其芯片(U2)的脚(6、8、7、9)分别对应接至控制电路(22)的微处理器(U1)的脚(16、25、26、11)。
专利摘要多供电回路自动转换装置，由N个电路开关及其上对应叠置的N个操动器集中横向并列安装于底板上，经由一个共同的机械联锁机构联接；该机构是由长条板状的导轨上п形开口内装有(N-1)个限位块构成，导轨横向联接于N个操动器面板上，导轨上对应于各操动器拨杆处有容纳拨杆穿过上、下拨动的纵向条孔，限位块底边两端倒角，导轨的п形开口宽度比(N-1)限位块宽度总和之差值足够且只能容纳一根操动器拨杆上、下拨动。由电源电路、控制电路、驱动电路、操作电路连接成控制器，连接、控制各个操动器。本实用新型的优点是可以在同一级联锁切换多个回路，结构简单，便于安装维护；简化了一次回路；缩短停电时间；联锁可靠，提高供电安全性。
文档编号H02J9/06GK201369601SQ200820211128
公开日2009年12月23日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者冯浪平, 林 李, 陈可夫, 陈志霏 申请人:湖南电器研究所