专利名称：一种转换开关装置的控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种转换开关装置，具体涉及一种转换开关装置的控制电路。
背景技术：
随着工业的发展，自动化程度的普及，生活质量的不断改善，人们对电源可靠 性的要求越来越迫切，由此自动转换开关的重要性目益提高。此外，根据我国高层民用 建筑设计防火规范规定“一类高层建筑应按一级负荷供电，二类高层建筑应按二级负 荷要求供电”，“高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟、排烟、风机等 的供电，应在最末一级配电箱处设置双电源、甚至三电源自动转换开关装置”。可见， 随着现代化智能建筑的目益增多，自动转换开关的应用会更加广泛。国内外自动转换开关装置的控制电路，目前主要采用模拟电路和数字电路两种 类型，其中，以单片机为核心的数字电路由于外围电路较少，线路简单，人机界面友 好，应用范围广，成为了市场的主流。虽然目前市场上的类似产品比较多，但是存在着 成本高，抗干扰能力差，可靠性低等缺点。
发明内容本实用新型的目的是解决上述技术问题，提供一种结构简单、体积小、成本低 和可靠性高的转换开关装置的控制电路。一种转换开关装置的控制电路，其特征在于该控制电路包括电源转换与电压取 样单元、信号采样单元、微处理器单元、电源选择单元、执行单元、整定显示单元和通 信单元，电源选择单元与常用电源、备用电源和执行单元相连，电源转换电压取样单元 与常用电源、备用电源和微处理器单元相连，微处理器单元与信号采样单元、通信单 元、执行单元和整定显示单元相连。本实用新型所述的电源转换与电压取样单元由变压器Tl、T2、可变电阻TR1、 TR2、电阻 Rl、R2、R5、R6、R9、R10、电容 Cl、C2、桥堆 Bi、B2、B3、B4 和芯片
UU U2组成，变压器Tl初级绕组的两端和可变电阻TRl两端连接后分别与导线ILl和 IN连接，变压器Tl第一次级绕组与桥堆Bl输入端连接，桥堆Bl的正输出端输出+24V 电源并与芯片U2的端口 Vin连接，桥堆Bl的负输出端接地，芯片U2的端口 Vout输出 +5V电源，芯片U2的端口 GND接地，变压器Tl第二次级绕组与桥堆B3输入端连接， 桥堆B3的正输出端与电容Cl、电阻Rl的一端连接后接地，桥堆B3的负输出端与电容 Cl、电阻Rl的另一端和电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R9的一端和芯片 UlA的负端连接，芯片Ul的电源端口接+5V，芯片UlA的正端和接地端口接地，芯片 UlA输出端口和电阻R9的另一端接导线P1.0，导线P1.0接微处理器单元中的单片机IC 的端口 P8.7，变压器T2初级绕组的两端和可变电阻TR2两端连接后分别与导线2L1和 2N连接，变压器T2第一次级绕组与桥堆B2输入端连接，桥堆B2的正输出端输出+24V 电源，变压器T2第二次级绕组与桥堆B4输入端连接，桥堆B4的正输出端与电容C2、电阻R2的一端连接后接地，桥堆B4的负输出端与电容C2、电阻R2的另一端和电阻R6 的一端连接，电阻R6的另一端与电阻RlO的一端和芯片UlB的负端连接，芯片UlB的 正端接地，芯片Ul输出端口和电阻RlO的另一端接导线P2.0，导线P2.0接微处理器单 元中的单片机IC的端口 P1.7。本实用新型所述的信号采样单元由光耦TL3和电阻R24、R42组成，光耦TL3 正输入端与电阻R42的一端连接，电阻R42的另一端接电源+24V，光耦TL3的负输入端 接开关本体行程开关的固定触头，光耦TL3的正输出端与电阻R24的一端和导线SHOU/ Zl连接，电阻R24的另一端接电源+5V，光耦TL3的负输出端接地，导线SHOU/Z1接 微处理器单元中的单片机IC的端口 P10.0。本实用新型所述的微处理单元由单片机IC、晶振CRY、电容C12、C13、电阻 R19-R22、芯片U3和仿真口 XS组成，单片机IC的端口 Xout与晶振CRY和电容C12的 一端连接，单片机IC的端口 Xin与晶振CRY的另一端和电容C13的一端连接，单片机 IC的端口 RESET与电阻R19的一端和仿真口 XS的8脚连接，电阻R19的另一端与芯片 U3的端口 RST连接，芯片U3的端口 VCC、GND分别与电源+5V、地连接，单片机IC 的端口 P8.6、P6.4分别与仿真口 XS的5、2脚连接，单片机IC的端口 CNVss与电阻R22 的一端和仿真口 XS的9脚连接，单片机IC的端口 P6.5与电阻R20的一端和仿真口 XS 的3脚连接，单片机IC的端口 P6.6与电阻R21的一端和仿真口 XS的4脚连接，单片机 IC的端口 P6.7与电阻R23的一端和仿真口 XS的10脚连接，单片机IC的端口 P8.5接仿 真口 XS的6脚，电阻R20、R21、R23的另一端、单片机IC的端口 Vcc、AVcc和仿真 口 XS的1脚接电源+5V，电容C12、C13的另一端、电阻R22的另一端、单片机IC的 端口 Vss和仿真口 XS的7脚共同接地。本实用新型所述的电源选择单元由继电器KA1、三极管Ql和电阻R29组成，电 阻R29的一端与导线Ql连接，导线Ql与单片机IC的端口 P9.0连接，电阻R29的另一 端与三极管Ql的基极连接，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的集电极与继电器KAl 线圈的一端连接，继电器KAl线圈的另一端接电源+5V，继电器KAl的第一组动触头经 导线1L1、IN接常用电源，继电器KAl的第二组动触头经导线2L1、2N接备用电源，继 电器KAl静触头经导线L、N接执行单元。本实用新型所述的执行单元由三极管Q2、Q3、继电器KA2、KA3、电阻R30、 R31和电机M组成，电阻R30经导线Q2与单片机IC的端口 P9.1连接，电阻R30的另 一端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极与继电器KA2线圈的一端连接，电阻 R31的一端经导线Q3与单片机IC的端口 P9.2连接，电阻R31的另一端与三极管Q3的基 极连接，三极管Q3的集电极与继电器KA3线圈的一端连接，继电器KA2、KA3线圈的 另一端接电源+5V，三极管Q2、Q3的发射极共同接地，继电器KA2的一动触头与继电 器KA3 —动触头和导线L连接，继电器KA2另一动触头与继电器KA3 —静触头连接，继 电器KA2 —静触头与继电器KA3另一动触头连接，继电器KA2另一静触头与电机M正 转端连接，继电器KA3另一静触头与电机M反转端连接，电动机M的负端与导线N连 接，导线L、N接电源选择单元。本实用新型所述的整定显示单元由液晶模块1LCD、三极管1Q1、发光二极管 LEDU按键ISl和电阻1R7、1R15、1R16组成，液晶模块ILCD的20脚与三极管IQl的集电极连接，三极管IQl的基极与电阻1R15的一端连接，电阻1R15的另一端经导线 L-BL与单片机IC的端口 P10.1连接，液晶模块ILCD的1脚和三极管IQl发射极共同 接地，液晶模块ILCD的2、19脚接电源+5V，电阻1R16的一端接电源+5V，电阻1R16 的另一端与发光二极管LEDl的正极连接，发光二极管LEDl的负极与单片机IC的端口 P10.2连接，电阻1R7和按键ISl的一端经导线ISl与单片机IC的端口 P10.3连接，电阻 1R7的另一端与电源+5V连接，按键ISl的另一端接地，液晶模块ILCD的4 17脚分 别接单片机IC的端口 P7.0 P7.7、P8.0 P8.4、P9.3。本实用新型所述的通信单元由芯片2U1、2U2、2U3、发光二极管2LED、二极 管 2D1、2D2、可调电阻 2TR1、电阻 2R1、2R3、2R5-2R10 和接口 2J1、2J2 组成，接口 2J1的3 5脚分别与单片机IC的P6.2、P6.3、P6.0端口连接，接口 2J1的1脚、电阻 2R1的一端和芯片2U2的端口 Vin接电源+24V，接口 2J1的3、4脚分别接芯片2U1、的 3、6脚，接口 2J1的5脚和电阻2R9的一端接芯片2U1的4、5脚，芯片2U1的1、7脚、 发光二极管2LED的正极、芯片2U2的端口 Vout和芯片2U3的端口 Vin接电源+5V，发 光二极管2LED的负极接电阻2R9的另一端，电阻2R1的另一端接二极管2D1的负极，二 极管2D1的正极、可调电阻2TR1的一端和接口 2J2的1脚接电源VCC2，可调电阻2TR1 的另一端、二极管2D2的负极和接口 2J2的2脚接地GND1，二极管2D2的正极与电阻 2R3的一端连接，接口 2J1的2脚、芯片2U1的2、8脚、电阻2R3的另一端、芯片2U2 的端口 GND和芯片2U3的端口 GND共同接地，芯片2U1的16脚、电阻2R8、2R10的 一端和芯片2U3的端口 +VO接电源VCCl，芯片2U1的13脚与电阻2R7、2R5的一端连 接，芯片2U1的12脚与电阻2R8的另一端和电阻2R6的一端连接，电阻2R5的另一端 接接口 2J2的4脚，电阻2R6的另一端接接口 2J2的3脚，芯片2U1的9、15脚、电阻 2R7、2R10的另一端、接口 2J2的5脚和芯片2U3的端口 OV共同接地GND2。本实用新型由于采用以上的技术方案，使用的元器件均为常规通用元件，具有 结构简单，体积小、成本低和可靠性高等优点。
[0014]图1为本实用新型的电路框图。[0015]图2为电源转换与电压取样单元电原理图。[0016]图3为信号采样单元电原理图。[0017]图4为微处理器单元电原理图。[0018]图5为电源选择单元电原理图。[0019]图6为执行单元电原理图。[0020]图7为整定显示单元电原理图。[0021]图8为通信单元电原理图。
具体实施方式参见图1，一种转换开关装置的控制电路，该控制电路含有电源转换与电压取样 单元、信号采样单元、微处理器单元、电源选择单元、执行单元、整定显示单元和通信 单元。但实施例不应视为对本实用新型方案的有所限制。[0023]该控制装置采用单相双绕组变压器Tl同时进行电源转换与电压取样。执行单元 由电源选择单元供电，具有电气连锁功能。微处理器单元以一定的时间间隔对电源转换 与电压取样单元和信号采样单元进行检测，检测的信号经过分析处理后，如果需要进行 开关切换操作时，通过执行单元进行动作，其中，执行单元由电源选择单元提供工作电 源。同时，将具体信息传输到整定显示单元上；通过整定显示单元对自动转换开关的各 项参数进行设置；通过通信单元进行远程监控及操作。上述电路之间的信号传递微处理器单元以一定的时间间隔对电源转换与电压 取样单元和信号采样单元进行检测，将检测的信号经过分析处理后，如果需要进行开关 的操作，通过执行单元进行动作，其中，执行单元由电源选择单元提供工作电源。同 时，将具体信息传输到整定显示单元上；通过整定显示单元对自动转换开关的各项参数 进行设置；通过通信单元进行远程监控及操作。参见图2，这是本实用新型的转换开关装置的控制电路的电源转换与电压取样单 元。所述的电源转换与电压取样单元采用变比为10 1和25 1的单相双绕组变压器 Tl，从常用的A相取电。变压器Tl变比为10 1绕组的输出信号经桥堆Bl整流后，得 到工作电源+24V再经DC-DC电源芯片U2转换后得到需要的工作电源+5V。变压器Tl 变比为25 1绕组的输出信号经桥堆B3整流，电容Cl滤波，电阻Rl取样，电阻R5、 R9和芯片Ul组成的放大电路进行信号处理后送入微处理器单元。参见图3，这是本实用新型的转换开关装置的控制电路的信号采样单元。所述的信号采样单元采集到开关本体行程开关的位置信号，经过电阻R4、 R42、光耦TL3组成的光耦电路进行隔离后送入微处理器单元。参见图4，这是本实用新型的转换开关装置的控制电路的微处理器单元。所述的微处理器单元由瑞萨M30260系列单片机IC，晶振CRY、电容C12、 C13组成的振荡电路，复位芯片U3、电阻R19组成的复位电路，仿真口 XS、电阻R20、 R21、R22、R23组成的仿真电路构成。由仿真口 XS向单片机IC内烧录程序。参见图5，这是本实用新型的转换开关装置的控制电路的电源选择单元。所述的电源选择单元接收微处理器单元输出的动作信号后，由电阻R29、三极 管Ql组成的驱动电路驱动继电器KAl进行切换。当常用电源正常时，继电器KAl处于 自由状态，导线1L1、IN可以接通正常电源，当常用电源不正常，备用电源正常时，微 处理器单元输出动作信号，继电器KAl吸合，导线2L1、2N可以接通备用电源。参见图6，这是本实用新型的转换开关装置的控制电路的执行单元。所述的执行单元接收微处理器单元输出的动作信号后，由电阻R30、R31、三极 管Q2、Q3组成的驱动电路驱动继电器KA2、KA3进行切换。电源选择单元输出的工作 电源经过继电器KA2、KA3触头组成的电气连锁回路后驱动电动机进行动作。当需要电 动机正转时，微处理器单元输出动作信号驱动继电器KA2吸合，当需要电动机反转时， 微处理器单元输出动作信号驱动继电器KA3吸合，由于继电器KA2与KA3的触头互锁， 如果继电器KA2、KA3同时吸合，电动机将不会得到工作电源，从而避免误动作，提高 了可靠性。参见图7，这是本实用新型的转换开关装置的控制电路的整定显示单元。所述的整定显示单元由液晶模块1LCD、电阻1R15、三极管IQl组成的液晶显示电路，ILCD为HG1286413液晶模块，电阻1R16、发光二极管ILEDl组成的LED显 示电路，电阻1R7、按键ISl组成的按键电路构成。 参见图8，这是本实用新型的转换开关装置的控制电路的通信单元。所述的通 信单元相对独立，由可调电阻2TR1、二极管2D1、2D2、电阻2R1、2R3、2R10、电源芯 片2U2、2U3组成的电源电路，通信芯片2U1、电阻2R5、2R6、2R7、2R8组成的通信电 路，2U1为ADUM2483芯片，电阻2R9、发光二极管2LED组成的指示电路，接口 2J1、 2J2组成的接口电路构成。
权利要求1.一种转换开关装置的控制电路，其特征在于该控制电路包括电源转换与电压取样 单元、信号采样单元、微处理器单元、电源选择单元、执行单元、整定显示单元和通信 单元，电源选择单元与常用电源、备用电源和执行单元相连，电源转换电压取样单元与 常用电源、备用电源和微处理器单元相连，微处理器单元与信号采样单元、通信单元、 执行单元和整定显示单元相连。
2.根据权利要求1所述的一种转换开关装置的控制电路，其特征在于所述的电源转换 与电压取样单元由变压器Tl、T2、可变电阻TR1、TR2、电阻Rl、R2、R5、R6、R9、 R10、电容Cl、C2、桥堆Bi、B2、B3、B4和芯片Ul、U2组成，变压器Tl初级绕组的 两端和可变电阻TRl两端连接后分别与导线ILl和IN连接，变压器Tl第一次级绕组与 桥堆Bl输入端连接，桥堆Bl的正输出端输出+24V电源并与芯片U2的端口 Vin连接， 桥堆Bl的负输出端接地，芯片U2的端口 Vout输出+5V电源，芯片U2的端口 GND接 地，变压器Tl第二次级绕组与桥堆B3输入端连接，桥堆B3的正输出端与电容Cl、电 阻Rl的一端连接后接地，桥堆B3的负输出端与电容Cl、电阻Rl的另一端和电阻R5的 一端连接，电阻R5的另一端与电阻R9的一端和芯片UlA的负端连接，芯片Ul的电源 端口接+5V，芯片UlA的正端和接地端口接地，芯片UlA输出端口和电阻R9的另一端 接导线P1.0，导线P1.0接微处理器单元中的单片机IC的端口 P8.7，变压器T2初级绕组 的两端和可变电阻TR2两端连接后分别与导线2L1和2N连接，变压器T2第一次级绕组 与桥堆B2输入端连接，桥堆B2的正输出端输出+24V电源，变压器T2第二次级绕组与 桥堆B4输入端连接，桥堆B4的正输出端与电容C2、电阻R2的一端连接后接地，桥堆 B4的负输出端与电容C2、电阻R2的另一端和电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与 电阻RlO的一端和芯片UlB的负端连接，芯片UlB的正端接地，芯片Ul输出端口和电 阻RlO的另一端接导线P2.0，导线P2.0接微处理器单元中的单片机IC的端口 P1.7。
3.根据权利要求1所述的一种转换开关装置的控制电路，其特征在于所述的信号采样 单元由光耦TL3和电阻R24、R42组成，光耦TL3正输入端与电阻R42的一端连接，电 阻R42的另一端接电源+24V，光耦TL3的负输入端接开关本体行程开关的固定触头，光 耦TL3的正输出端与电阻R24的一端和导线SHOU/Z1连接，电阻R24的另一端接电源 +5V,光耦TL3的负输出端接地，导线SHOU/Z1接微处理器单元中的单片机IC的端口 PlO.Oo
4.根据权利要求1所述的一种转换开关装置的控制电路，其特征在于所述的微处理 单元由单片机IC、晶振CRY、电容C12、C13、电阻R19-R22、芯片U3和仿真口 XS组 成，单片机IC的端口 Xout与晶振CRY和电容C12的一端连接，单片机IC的端口 Xin与 晶振CRY的另一端和电容C13的一端连接，单片机IC的端口 RESET与电阻R19的一端 和仿真口 XS的8脚连接，电阻R19的另一端与芯片U3的端口 RST连接，芯片U3的端 口 VCC、GND分别与电源+5V、地连接，单片机IC的端口 P8.6、P6.4分别与仿真口 XS 的5、2脚连接，单片机IC的端口 CNVss与电阻R22的一端和仿真口 XS的9脚连接， 单片机IC的端口 P6.5与电阻R20的一端和仿真口 XS的3脚连接，单片机IC的端口 P6.6 与电阻R21的一端和仿真口 XS的4脚连接，单片机IC的端口 P6.7与电阻R23的一端和 仿真口 XS的10脚连接，单片机IC的端口 P8.5接仿真口 XS的6脚，电阻R20、R21、 R23的另一端、单片机IC的端口 Vcc、AVcc和仿真口 XS的1脚接电源+5V，电容C12、C13的另一端、电阻R22的另一端、单片机IC的端口 Vss和仿真口 XS的7脚共同接地。
5.根据权利要求1所述的一种转换开关装置的控制电路，其特征在于所述的电源选择 单元由继电器KA1、三极管Ql和电阻R29组成，电阻R29的一端与导线Ql连接，导线 Ql与单片机IC的端口 P9.0连接，电阻R29的另一端与三极管Ql的基极连接，三极管 Ql的发射极接地，三极管Ql的集电极与继电器KAl线圈的一端连接，继电器KAl线圈 的另一端接电源+5V，继电器KAl的第一组动触头经导线1L1、IN接常用电源，继电器 KAl的第二组动触头经导线2L1、2N接备用电源，继电器KAl静触头经导线L、N接执 行单元。
6.根据权利要求1所述的一种转换开关装置的控制电路，其特征在于所述的执行单元 由三极管Q2、Q3、继电器KA2、KA3、电阻R30、R31和电机M组成，电阻R30经导 线Q2与单片机IC的端口 P9.1连接，电阻R30的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管 Q2的集电极与继电器KA2线圈的一端连接，电阻R31的一端经导线Q3与单片机IC的 端口 P9.2连接，电阻R31的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极与继电 器KA3线圈的一端连接，继电器KA2、KA3线圈的另一端接电源+5V，三极管Q2、Q3 的发射极共同接地，继电器KA2的一动触头与继电器KA3 —动触头和导线L连接，继电 器KA2另一动触头与继电器KA3 —静触头连接，继电器KA2 —静触头与继电器KA3另 一动触头连接，继电器KA2另一静触头与电机M正转端连接，继电器KA3另一静触头与 电机M反转端连接，电动机M的负端与导线N连接，导线L、N接电源选择单元。
7.根据权利要求1所述的一种转换开关装置的控制电路，其特征在于所述的整定显示 单元由液晶模块1LCD、三极管1Q1、发光二极管LED1、按键ISl和电阻1R7、1R15、 1R16组成，液晶模块ILCD的20脚与三极管IQl的集电极连接，三极管IQl的基极与电 阻1R15的一端连接，电阻1R15的另一端经导线L-BL与单片机IC的端口 P10.1连接， 液晶模块ILCD的1脚和三极管IQl发射极共同接地，液晶模块ILCD的2、19脚接电 源+5V，电阻1R16的一端接电源+5V，电阻1R16的另一端与发光二极管LEDl的正极 连接，发光二极管LEDl的负极与单片机IC的端口 P10.2连接，电阻1R7和按键ISl的 一端经导线ISl与单片机IC的端口 P10.3连接，电阻1R7的另一端与电源+5V连接，按 键ISl的另一端接地，液晶模块ILCD的4 17脚分别接单片机IC的端口 P7.0 P7.7、 P8.0 P8.4、P9.3。
8.根据权利要求1所述的一种转换开关装置的控制电路，其特征在于所述的通信单 元由芯片2U1、2U2、2U3、发光二极管2LED、二极管2D1、2D2、可调电阻2TR1、电 阻2R1、2R3、2R5-2R10和接口 2J1、2J2组成，接口 2J1的3 5脚分别与单片机IC的 P6.2、P6.3、P6.0端口连接，接口 2J1的1脚、电阻2R1的一端和芯片2U2的端口 Vin接 电源+24V，接口 2J1的3、4脚分别接芯片2U1、的3、6脚，接口 2J1的5脚和电阻2R9 的一端接芯片2U1的4、5脚，芯片2U1的1、7脚、发光二极管2LED的正极、芯片2U2 的端口 Vout和芯片2U3的端口 Vin接电源+5V，发光二极管2LED的负极接电阻2R9的 另一端，电阻2R1的另一端接二极管2D1的负极，二极管2D1的正极、可调电阻2TR1 的一端和接口 2J2的1脚接电源VCC2，可调电阻2TR1的另一端、二极管2D2的负极和 接口 2J2的2脚接地GNDl，二极管2D2的正极与电阻2R3的一端连接，接口 2J1的2 脚、芯片2U1的2、8脚、电阻2R3的另一端、芯片2U2的端口 GND和芯片2U3的端口GND共同接地，芯片2U1的16脚、电阻2R8、2R10的一端和芯片2U3的端口 +VO接电 源VCCl，芯片2U1的13脚与电阻2R7、2R5的一端连接，芯片2U1的12脚与电阻2R8 的另一端和电阻2R6的一端连接，电阻2R5的另一端接接口 2J2的4脚，电阻2R6的另 一端接接口 2J2的3脚，芯片2U1的9、15脚、电阻2R7、2R10的另一端、接口 2J2的5 脚和芯片2U3的端口 OV共同接地GND2。
专利摘要一种转换开关装置的控制电路，该控制电路包括电源转换与电压取样单元、信号采样单元、微处理器单元、电源选择单元、执行单元、整定显示单元和通信单元，电源选择单元与常用电源、备用电源和执行单元相连，电源转换电压取样单元与常用电源、备用电源和微处理器单元相连，微处理器单元与信号采样单元、通信单元、执行单元和整定显示单元相连。本实用新型由于采用以上的技术方案，使用的元器件均为常规通用元件，具有结构简单，体积小、成本低和可靠性高等优点。
文档编号H02J9/06GK201797370SQ20102029562
公开日2011年4月13日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者丁晓辉, 管瑞良, 褚文, 顾怡文 申请人:常熟开关制造有限公司(原常熟开关厂)