一種用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及雙電源轉換開關電器領域，特別涉及一種雙電源轉換開關電器的電子控制電路。
【背景技術】
[0002]一些低壓配電的重要場合，為減少因停電而造成的經濟損失，采用二路電源供電:常用、備用或互為備用，這二路電源可以都是電網供電，也可一路為電網供電，一路為柴油發電機供電。當一路電源在供電過程中因故障不能正常供電時，其負載被可切換到另一路電源的裝置稱為雙電源轉換開關電器，簡稱TSE，其負載被自動切換到另一路電源的裝置稱為自動轉換開關電器，簡稱ATSE。
[0003]目前，ATSE一般由自動轉換開關本體和控制電路兩部分組成，主要用在不允許停電的重要場所。當ATSE檢測到負載的當前供電電源電壓或頻率出現超過允許的偏差時，ATSE自動切換至另一個電源供電，確保負載供電不中斷。控制電路中設有監測當前供電電源電壓的電路模塊，一般通過小型變壓器作為降壓器件將工頻電壓按比例降到比較低安全電壓輸入到控制電路電壓檢測端進行電壓監測。一般兩路三相電壓檢測需要6個小型變壓器，小型變壓器是電感性負載，由于它存在體積大，占用控制器較大的空間，不利于控制器小型化；而且還存在小型變壓器諧波高、電磁輻射高、成本高、功耗大、容易燒壞等缺陷。
【發明內容】
[0004]為解決現有用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路存在上述缺陷，本發明提供一種可靠性高、體積小、功耗小的電壓取樣電路。
[0005]為實現上述目的，本發明采取的方案是:一種用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征在于:它包括依次串聯連接的以下電路模塊:與工頻交流電源進行降壓處理的電容降壓電路模塊，將電容降壓電路模塊輸出低壓交流信號進行全波整流和濾波的整流電路模塊，整流電路模塊的輸出信號與后續信號處理電路進行安全隔離的光電隔離電路模塊；以及將光電隔離電路模塊的輸出隔離信號進行調整處理的信號整形處理模塊。采用電容降壓電路模塊代替變壓器，電壓取樣電路所占的空間大大縮小了，避免了電磁輻射的產生，使整個電路和EMC特性更好，而且，電容降壓電路模塊經濟性更好。
[0006]作為上述方案的進一步說明，電容降壓電路模塊由可耐工頻高壓的無極性電容器和與該無極性電容器并聯的放電電阻組成；電容降壓電路模塊輸入端并接有壓敏電阻。壓敏電阻具有防雷擊或過壓保護作用，確保電容可靠工作，不容易被高壓脈沖電流擊穿。優選地，無極性電容器為耐壓值為240V~1000V的CBB電容或安規電容，其容量為0.0luF-0.2uF。
[0007]匹配地，放電電阻為330kD~1000 kD。
[0008]所述整流電路模塊包括集成的全波整流橋，以及設于全波整流橋輸出端的濾波電容。格式整流電路相對半波整流，可減小無極性電容器的容量。
[0009]光電隔離電路模塊包括線性光電耦合器，線性光電耦合器的輸入端通過限流電阻與全波整流橋輸出端串聯，線性光電耦合器輸出端的C極通過上拉電阻接與直流電源連接。
[0010]優選地，線性光電耦合器型號為PC817。線性光電耦合器既起到光電隔離的作用，又可以線性地將信號進行線性傳統，簡化后續電路。
[0011]信號整形處理模塊包括帶施密特觸發器的反相器，反相器的輸入端與線性光電耦合器輸出端的e極連接，反相器的輸入端與直流電源的負極之間濾波電容和的電位器；反相器的輸出端串接有二極管。反相器可輸出波形較平滑的邏輯脈沖信號，二極管可將相鄰相的信號進行隔離。
[0012]優選地，反相器為型號為74LS14的集成電路或型號為40106的CMOS集成電路。
[0013]信號整形處理模塊輸出端連接有邏輯處理電路模塊。邏輯處理電路模塊可以產生控制雙電源轉換開關電器動作的信號。
[0014]電容降壓電路模塊的使用，由于電容為容性負載，其功率因數接近1，理論上它不消耗功率，功耗變得很低，諧波小。CBB電容或安規電容價格低廉，安全性能高。無極性電容器為主要器件組成的電容降壓電路，輸出的是電流信號。
[0015]電容降壓電路其原理實際上是利用容抗限流，其電流計算公式下面進行說明。例如，在接到220V/50HZ的交流電壓作為控制電壓，電容容量C為IuF時，如果采用全波整流可得到的電流(平均值)為:I (AV) =0.89XV/Zc=0.89X220X2X Π XfXC=0.89X220X2X
3.14X50XC=60000C=60000X0.000001=0.06A=60mA。合理選擇無極性電容器的容量，電路即可正常工作。
[0016]由上可知，本發明主要有以下優點:電路簡單科學，占用空間小，可靠性高、功耗小；不但經濟性好、性價比高，節能環保，適用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的電路原理框圖。
[0018]圖2為圖1的電路原理圖。
[0019]主要附圖標號說明:I一電容降壓電路模塊，2—整流電路模塊2，3—光電隔離電路模塊，4一信號整形處理模塊。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和優選的實施方式，對本發明及其有益技術效果進行進一步詳細說明。
[0021]參見圖1 ~圖2，用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路包括依次串聯連接的以下電路模塊:與工頻交流電源進行降壓處理的電容降壓電路模塊1，將電容降壓電路模塊I輸出低壓交流信號進行全波整流和濾波的整流電路模塊2，整流電路模塊2的輸出信號與后續信號處理電路進行安全隔離的光電隔離電路模塊3 ;以及將光電隔離電路模塊3的輸出隔離信號進行調整處理的信號整形處理模塊4。其中，電容降壓電路模塊I由可耐工頻高壓的無極性電容器Cl和與該無極性電容器Cl并聯的放電電阻Rl組成；電容降壓電路模塊I輸入端并接有壓敏電阻Rtl。無極性電容器Cl為耐壓值為240V~1000V的CBB電容或安規電容，其容量為0.01uF~0.2uF。放電電阻Rl為330kD~1000 Ι?Ω。整流電路模塊2包括集成的全波整流橋DG1，以及設于全波整流橋DGl輸出端的濾波電容C2。
[0022]另外，光電隔離電路模塊3包括線性光電耦合器Ul，線性光電耦合器Ul的輸入端通過限流電阻R2與全波整流橋DGl輸出端串聯，線性光電耦合器Ul輸出端的C極通過上拉電阻R3接與直流電源連接。線性光電耦合器Ul型號為PC817。
[0023]信號整形處理模塊4包括帶施密特觸發器的反相器Ul I，反相器Ul I的輸入端與線性光電耦合器Ul輸出端的e極連接，反相器Ull的輸入端與直流電源的負極之間濾波電容C3和的電位器TRl ;反相器Ull的輸出端串接有二極管D1。反相器Ull為型號為74LS14的集成電路或型號為40106的CMOS集成電路。信號整形處理模塊4輸出端連接有邏輯處理電路模塊。
[0024]根據上述說明書及具體實施例并不對本發明構成任何限制，本發明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發明的一些修改和變形，也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征在于:它包括依次串聯連接的以下電路模塊:與工頻交流電源進行降壓處理的電容降壓電路模塊，將電容降壓電路模塊輸出低壓交流信號進行全波整流和濾波的整流電路模塊，整流電路模塊的輸出信號與后續信號處理電路進行安全隔離的光電隔離電路模塊；以及將光電隔離電路模塊的輸出隔離信號進行調整處理的信號整形處理模塊。
2.如權利要求1所述的用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征是:所述電容降壓電路模塊由可耐工頻高壓的無極性電容器和與該無極性電容器并聯的放電電阻組成；電容降壓電路模塊輸入端并接有壓敏電阻。
3.如權利要求2所述的用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征是:所述無極性電容器為耐壓值為240V~1000V的CBB電容或安規電容，其容量為0.0luF-0.2uF。
4.如權利要求3所述的用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征是:所述放電電阻為 330k Ω-1000 k Ω。
5.如權利要求4所述的用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征是:所述所述整流電路模塊包括集成的全波整流橋，以及設于全波整流橋輸出端的濾波電容。
6.如權利要求1~5任一項所述的用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征是:所述光電隔離電路模塊包括線性光電耦合器，線性光電耦合器的輸入端通過限流電阻與全波整流橋輸出端串聯，線性光電耦合器輸出端的C極通過上拉電阻接與直流電源連接。
7.如權利要求6所述的用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征是:所述線性光電耦合器型號為PC817。
8.如權利要求7所述的用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征是:所述信號整形處理模塊包括帶施密特觸發器的反相器，反相器的輸入端與線性光電耦合器輸出端的e極連接，反相器的輸入端與直流電源的負極之間濾波電容和的電位器；反相器的輸出端串接有二極管。
9.如權利要求8所述的用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，其特征是:所述反相器為型號為74LS14的集成電路或型號為40106的CMOS集成電路。
10.如權利要求1所述的雙電源，其特征是::所述所述信號整形處理模塊輸出端連接有邏輯處理電路模塊。
【專利摘要】本發明公開了一種用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣電路，它包括依次串聯連接的以下電路模塊：與工頻交流電源進行降壓處理的電容降壓電路模塊，將電容降壓電路模塊輸出低壓交流信號進行全波整流和濾波的整流電路模塊，整流電路模塊的輸出信號與后續信號處理電路進行安全隔離的光電隔離電路模塊；以及將光電隔離電路模塊的輸出隔離信號進行調整處理的信號整形處理模塊。采用電容降壓電路模塊代替變壓器，電壓取樣電路所占的空間大大縮小了，避免了電磁輻射的產生，使整個電路和EMC特性更好，而且，電容降壓電路模塊經濟性更好，節能環保，適用于雙電源轉換開關電器的電壓取樣。
【IPC分類】H02J9-08, H02J9-06
【公開號】CN104734331
【申請號】CN201510156940
【發明人】張煥明
【申請人】佛山藍途科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月4日