[发明专利]一种用于双电源转换开关电器的电压取样电路

说明书

技术领域

本发明涉及双电源转换开关电器领域，特别涉及一种双电源转换开关电器的电子控制电路。

背景技术

一些低压配电的重要场合,为减少因停电而造成的经济损失,采用二路电源供电：常用、备用或互为备用,这二路电源可以都是电网供电,也可一路为电网供电,一路为柴油发电机供电。当一路电源在供电过程中因故障不能正常供电时,其负载被可切换到另一路电源的装置称为双电源转换开关电器,简称TSE，其负载被自动切换到另一路电源的装置称为自动转换开关电器，简称ATSE。

目前，ATSE一般由自动转换开关本体和控制电路两部分组成，主要用在不允许停电的重要场所。当ATSE检测到负载的当前供电电源电压或频率出现超过允许的偏差时, ATSE自动切换至另一个电源供电，确保负载供电不中断。控制电路中设有监测当前供电电源电压的电路模块，一般通过小型变压器作为降压器件将工频电压按比例降到比较低安全电压输入到控制电路电压检测端进行电压监测。一般两路三相电压检测需要6个小型变压器，小型变压器是电感性负载，由于它存在体积大，占用控制器较大的空间，不利于控制器小型化；而且还存在小型变压器谐波高、电磁辐射高、成本高、功耗大、容易烧坏等缺陷。

发明内容

为解决现有用于双电源转换开关电器的电压取样电路存在上述缺陷，本发明提供一种可靠性高、体积小、功耗小的电压取样电路。

为实现上述目的，本发明采取的方案是： 一种用于双电源转换开关电器的电压取样电路，其特征在于：它包括依次串联连接的以下电路模块：与工频交流电源进行降压处理的电容降压电路模块，将电容降压电路模块输出低压交流信号进行全波整流和滤波的整流电路模块，整流电路模块的输出信号与后续信号处理电路进行安全隔离的光电隔离电路模块；以及将光电隔离电路模块的输出隔离信号进行调整处理的信号整形处理模块。采用电容降压电路模块代替变压器，电压取样电路所占的空间大大缩小了，避免了电磁辐射的产生，使整个电路和EMC特性更好，而且，电容降压电路模块经济性更好。

作为上述方案的进一步说明，电容降压电路模块由可耐工频高压的无极性电容器和与该无极性电容器并联的放电电阻组成；电容降压电路模块输入端并接有压敏电阻。压敏电阻具有防雷击或过压保护作用，确保电容可靠工作，不容易被高压脉冲电流击穿。优选地，无极性电容器为耐压值为240V~1000V的CBB电容或安规电容，其容量为0.01uF~0.2uF。

匹配地，放电电阻为330kΩ~1000 kΩ。

所述整流电路模块包括集成的全波整流桥，以及设于全波整流桥输出端的滤波电容。格式整流电路相对半波整流，可减小无极性电容器的容量。

光电隔离电路模块包括线性光电耦合器，线性光电耦合器的输入端通过限流电阻与全波整流桥输出端串联，线性光电耦合器输出端的C极通过上拉电阻接与直流电源连接。

优选地，线性光电耦合器型号为PC817。线性光电耦合器既起到光电隔离的作用，又可以线性地将信号进行线性传统，简化后续电路。

信号整形处理模块包括带施密特触发器的反相器，反相器的输入端与线性光电耦合器输出端的e极连接，反相器的输入端与直流电源的负极之间滤波电容和的电位器；反相器的输出端串接有二极管。反相器可输出波形较平滑的逻辑脉冲信号，二极管可将相邻相的信号进行隔离。

优选地，反相器为型号为74LS14的集成电路或型号为40106的CMOS集成电路。

信号整形处理模块输出端连接有逻辑处理电路模块。逻辑处理电路模块可以产生控制双电源转换开关电器动作的信号。

电容降压电路模块的使用，由于电容为容性负载，其功率因数接近1，理论上它不消耗功率，功耗变得很低，谐波小。CBB电容或安规电容价格低廉，安全性能高。无极性电容器为主要器件组成的电容降压电路，输出的是电流信号。

电容降压电路其原理实际上是利用容抗限流，其电流计算公式下面进行说明。例如，在接到220V/50Hz的交流电压作为控制电压，电容容量C为1uF时，如果采用全波整流可得到的电流（平均值）为：I(AV)=0.89×V/Zc=0.89×220×2×∏×f×C=0.89×220×2×3.14×50×C=60000C=60000×0.000001=0.06A=60mA。合理选择无极性电容器的容量，电路即可正常工作。

由上可知，本发明主要有以下优点：电路简单科学，占用空间小，可靠性高、功耗小；不但经济性好、性价比高，节能环保，适用于双电源转换开关电器的电压取样。

附图说明