[发明专利]延时通、断的双电源切换控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术和可再生能源应用技术领域，是针对不稳定的可再生能源离网发电向连续运转设备供电的特殊场合而设计的一种延时通、断的双电源切换控制电路。

背景技术

目前，市场上的双电源自动切换开关品牌较多，原理基本相似，信号检测、控制单元和开关装置制作为一体。工作原理是设定主、从电源，开关控制系统自动检测运行电源电压参数，根据电源电压自动（或手动）进行切换。适用于双电源电压稳定的场合，如双电网电源、电网与自备柴油发电机双电源供电等。

本电路设计源于离网风力发电-网电互补的抽油机供电技术开发研究中的双电源切换控制问题。风电-网电互补的抽油机供电系统的特点是：一个离网风力发电机组与周边的数台抽油机组成一个分布式发电系统，并为连续运行、要求供电稳定的抽油机供电，根据风力发电的功率确定风电拖动的抽油机数量，不能由风电拖动的抽油机切换到网电拖动运行。由于风能是不断变化的，所以风力发电拖动的抽油机数量也要随之变化。即使在一段时间内拖动的抽油机数量不变，风电输出功率和抽油机所需求的功率也不一定相等，风电功率大于抽油机直接消耗功率时，富裕的电能将由蓄电池组储存，不足时则由另一蓄电池组通过并网逆变器补充。当所补充的功率超过一台抽油机功率、且风速有降低趋势（根据控制计算机内部存储的历史气象资料统计数据判断）时，就要将风电拖动的抽油机切换到网电拖动运行；反之，当向蓄电池组充电的富余功率大于一台抽油机功率、且风速有连续增加趋势时，又要将抽油机再并入到风电拖动运行。所以，这种电源切换要根据风速、风速变化趋势以及蓄电池组存余电量等因素综合判断，而且要尽量使用风电拖动抽油机运行，以充分利用风能资源，减少电网电能的消耗。

综上可以看出：第一，对于可再生能源离网发电，如风力、太阳能离网发电所组成的分布式供电系统，既没有电网供电的稳定性好，也存在因系统容量小而受负载波动影响的供电稳定性问题，所以开关装置的控制不能因电源电压的一定波动而切换供电电源。第二，虽然电网供电稳定，只要分布式可再生能源供电系统能够保证负载设备运行，就需要进行电源切换，以充分利用可再生能源。第三，电源的切换控制不仅取决于可再生能源的即时供给功率，还取决于蓄电组存余的电量。所以，市场上的双电源自动切换开关不适合含有分布式电源的双电源系统。

发明内容

针对分布式可再生能源发电与网电互补双电源供电的特点和目前双电源切换开关现有技术上的不足，本发明的目的是提供一种延时通、断的双电源切换控制电路，作为双电源切换装置的控制单元，它适用于控制固态继电器、交流接触器等多数低压电源开关装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种延时通、断的双电源切换控制电路，该电路包括有两个类同的单元：其中单元Ⅰ由三极管T₁、电压比较器IC₁和三极管T₂相互连接搭建，将三极管T₁接成开关电路，来自计算机的输入控制信号V_IN经二极管T₅、电阻R₁加到三极管T₁的基极，并以三极管T₁集电极端输出连接到电压比较器IC₁的正输入端V⁺比较输入电压，电压比较器IC₁的输出连接到三极管T₂的基极，并以三极管T₂射极输出形式为电源开关装置提供控制信号；单元Ⅱ由三极管T₃、电压比较器IC₂和三极管T₄同上述的连接方式相互连接搭建，所不同的是三极管T₃的输入控制信号为单元Ⅰ中三极管T₁的集电极输出信号。

本发明的延时通、断的双电源切换控制电路的效果是：

1、通过一个输入控制信号的电位变化，可以控制双电源上两个开关装置的切断与闭合，且利用开关管基极-集电极间的“非门”关系，使得双电源开关的切断与闭合具有锁止功能。

2、实现了双电源切换的先断后合，即先行切断在线运行电源，延时⊿t时间后接通另一个电源，有效防止了由于电源切换器件过渡过程等因素引起的误动作，如两电源瞬间同时接通设备的短路。在阻容组件不变的情况下，适当调整相应电阻即可实现所需的延时时差。

3、控制电源开关装置能力强。利用了电压比较器输出端的特点，与输出三极管构成了推挽式放大，输出功率增强，可以控制一般的工业低压继电器。