[实用新型]一种单相小容量双电源快速转换开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单相小容量双电源快速转换开关，尤其是一种采用继电器作为电源转换开关元件，内部由单片机进行检测和控制的双电源快速转换开关，本实用新型属于低压电器和电力配电领域。

背景技术

目前的重要用电负荷均采用双路电源供电，一路断电时转换到另一路电源上保证供电不中断，对于重要的电子用电设备，如运行重要程序的电脑、工控机、交换机、DCS、重要场所的照明等等，其直接使用电源都是单相220V交流电源，其不仅要求电源能够自动转换，还要求电源转换的时间非常短，否则短暂的断电会使这些重要的电子用电设备的工作停止，一但这些电子用电设备停止工作，就会造成很大的损失，虽然目前双电源自动转换开关产品很多，但绝大多数是机械式的三相的大容量转换开关产品，这类产品的转换时间比较长，一般在0.1秒到数秒之间，在电源转换时，会有一个短暂的断电时间，电子用电设备其允许的电源中断时间应该在10毫秒以内，只有电源转换的时间在10 毫秒以内，才能确保重要的电子设备不中断。而目前常见的机械式三相的大容量转换开关产品最短0.1秒的转换时间显然是不能满足重要电子用电设备的供电不中断的要求的。

目前虽然有采用晶闸管作为电源转换开关元件的静态双电源自动转换开关，这类开关的电源转换速度比较快，可以达到10毫秒以内，电源转换时电子用电设备供电不中断，但这类开关采用的晶闸管是一种电力半导体器件，其抗过电压过电流的能力比较弱，晶闸管容易损坏，而且电路比较复杂，价格高，由于要考虑晶闸管的散热问题，其体积也是比较大的。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种体积小价格低的单相小容量双电源快速转换开关，其转换时间在10毫秒以内，能达到在电源转换时，电子用电设备供电不中断的要求。

本实用新型是这样实现的：转换用电负荷的开关采用目前常见的继电器，继电器是一种常见的电器元件，其触点容量从数安培到数十安培，可以满足小容量电子用电设备负荷电流的要求，而且继电器的触头动作距离短，配合合适的驱动电路，能使继电器的触头的动作速度加快，能够达到10毫秒的动作时间，满足重要电子用电设备在电源转换时不中断的目的。

本实用新型由壳体和一块装在壳体内的线路板组成，线路板上的电路由出线端子、继电器、检测、光耦、单片机控制、继电器驱动电路、电源共七部分组成。

出线端子是本开关和外电路的连接器，共有六只接线端子，分别是常用电源 L、常用电源N、输出L、输出N、备用电源L、备用电源N。本开关内的继电器共有两只，分别是L线转换继电器、N线转换继电器。其中常用电源L接到L线转换继电器常闭触点的静触头端，备用电源L接到L线转换继电器的常开触点的静触头端，输出L接到L线转换继电器的动触头端。常用电源N接到N线转换继电器常闭触点的静触头端，备用电源N接到N线转换继电器的常开触点的静触头端，输出N接到N线转换继电器的动触头端。

检测电路一端接常用电源L和常用电源N，另一端接光耦。光耦是一种靠光来隔离电路，同时又能传输信号的器件，其作用是隔离检测电路和单片机电路，使两路电源能够完全隔离，同时又把检测电路检测到的常用电源状况的信号传输给单片机。光耦的一端接检测电路，另一端接单片机。

单片机控制电路是本开关的核心，其作用是接收到光耦传来的常用电源的信号，经过控制软件的判断后，发出指令给继电器驱动电路，驱动继电器吸合或者释放，完成电源转换的功能。

继电器驱动电路，其作用是驱动继电器吸合或释放，其依靠电源部分提供的继电器驱动电源，在接收到单片机发出的吸合或释放指令后，完成继电器的吸合或释放。继电器驱动电路由储能电容C、三极管Q、保护电阻R组成，储能电容C接到继电器驱动电源的两端，其作用是储存电荷能量，在继电器吸合的瞬间提供大的电流加快继电器吸合动作的速度，缩短继电器吸合的时间。两只继电器的线圈串联，一端接到继电器驱动电源端，另一端接到三极管Q的集电极，三极管Q的基级接单片机电路，接收单片机发出的指令信号，三极管Q的发射极接地。保护电阻R一端接三极管Q的集电极，另一端接三极管Q的发射极，保护电阻R的作用是在继电器释放时，为继电器线圈储存的能量释放提供一个通路，保护三极管Q不至于被继电器线圈断电时产生的高电压击穿。

电源一端接出线端子上备用电源L、备用电源N，另一端输出两路电源，一路电压较高电流小的直流电源输出，接至继电器驱动电路，为继电器吸合提供电源，另一路电压较低的直流稳定电源接至单片机电路，为单片机工作提供电源。