圈２电压信号的输人采样电路
２２ 两路电源的切换控制 ．
单片机 １ ０ 口的驱动能力不足以驱动继 电器 ， ／
高电平，常合” “ 继电器释放， 保持常用电源供电。当
备用电源供电时 ， 单片机 １０ 口 Ｐ ． 输 出低 电平 ， ／ Ｏ ２
气成套企业或用户直接用接触器、 继电器 、 刀开关或
由断路器、 机械联锁、 模拟控制器构成 。此类双电源 自动切换系统存在的主要问题 ： 一是无缺相 、 欠压 、
过压、 短路、 过载、 超频等保护功能； 二是继电器的逻 辑组合设置不灵活， 功能单调； 三是采用继电器逻辑
控制电路实现 ， 器件和电路的故障率高等 ．
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为基础并采用以 ＭＣ Ｕ为核心的智能型专用控制器
智能控制器包括强电控制部分和弱电控制部分 ， 弱 电控制部分是整个控制部分的核心， 完成 ２ 路电源
的检测和人机交互。装置本体和智能控制器二者之 间用两端装有连接器的专用电缆线连接。
１ ２ 工作原理 ．
等发展历程， 现正处在智能化网络化的发展阶段〔。 门
双电源 自动切换系统的设计
项新建， 胡剑挺
（ 浙江科技学院 自动化与电气工程学院， 杭州 ３０２ １０３ ） 摘 要： 双电源供电系统的自动切换是一个实时性和可靠性要求很高的控制系统。针对不间断供电的需求， 运用采 样、 比较的工作原理和方法， 提出了一种以 Ｐ ９ ９ 微控制器为主控芯片的双电源供电自动切换系统的智能优化解 ８ｃ １ ５ 决方案。根据不同的情况实现对电源故障状况的准确判断和快速切换， 完成主、 备电源间转换， 以保持供电的连续 性。文中给出了系统硬件电路框图和软件流程及试验结果 。
ｖ ｅ ｎｔｅＰ Ｐ ｒ ｉ ｄｉ ｈ ａ ｅ． ｄ
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作为对连续供电的一种保障， 双电源 自动切换 开关电器（ Ｔ Ｅ 已广泛应用于各种重要的场所 ， Ａ Ｓ） 如电梯、 消防、 地铁 、 医院、 邮电通讯、 电视台、 工业流 水线等。以往的 Ａ Ｓ Ｔ Ｅ一般都是由设计院设计 、 电
２ 硬件设计 硬件设计主要包括电压信号的采样输人和两路 电源的切换控制输出单元、 人机接口单元等模块 ， 如 图１ 。ＭＣ Ｕ选择 ＭＣ －１ Ｓ５ 系列的 ８Ｃ ９ 单片机， ９ ５１ 输人／ 输出用串行接口 芯片 ７Ｌ １ ／“， ４ Ｓ６ １ 液晶模块 ４
用 Ｌ Ｍ １２ ２ 串行通信接 口采用 ２２４５芯 Ｃ ２ ，３ ， ３／８
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收稿 日期 ： ０ ７ ９０ ２０一 一５ ０
基金项目： 浙江省科技计划重点资助项目（０ Ｃ １２ ２０ ２０３ ６ ）
作者简介 ： 项新建（９４ １６一 ）男， ， 浙江永康人， 教授 ， 硕士， 主要从事智能控制技术和装备研究。
万方数据
浙江科技学院学报
第１卷 ９
随着计算机和通信技术的发展， ２ 世纪 ９ 从０ ０ 年代中期起， Ｔ Ｅ得到快速发展。它经历了以低 Ａ Ｓ 压电器分立元件构成 Ａ Ｓ ， Ｔ Ｅ 以模拟电路应用为主 的机电一体化产品， 以及以高性能的新型电器元件
络化。
智能控制器不断地对常用电源和备用电源的三 相电压进行检测。当常用电源三相中的某一相的电 压出现欠压、 过压、 缺相或超频（ 根据设置的参数判 断） 智能控制器经过一定的分闸延时（一５． 时， ０ ９ ９ ５用户可以按照需要进行设定） ， 时间， 将常用电源的 断路器断开， 再经过一定的合闸延时（￣５． ， ０ ９９。用 户可以根据照需要进行设定） 时间， 将备用断路器合 上， 进人备用电源供电工作方式。假如备用电源也 不正常， 则处于断电状态， 既不在常用电源工作模式 也不在备用电源工作模式。常见工作模式有以下 ５ 种［ ： ２ １ 自投 自复模式 ： 是以常用供电为主， 当常用供电 不正常（ 欠压、 缺相等） 转至备用电源， 当常用电源恢 复正常自动转回常用供电。 自投不 自复模式： 当常用电源不正常（ 欠压 、 缺 相等） 转至备用电源 ， 当常用电源恢复正常也不会转 回常用供电， 只有备用电源不正常时才能转回常用
因此采用高耐压、 大电流达林顿陈列 Ｕ Ｎ Ｏ３ Ｌ Ｚｏ 加
“ 备合” 继电器吸合， 装置本体的电动机反转， 延时
强驱动能力［．Ｕ Ｎ ｏ 由７ ｊ ’ Ｌ Ｚ０ ３ 个硅 Ｎ Ｎ达林顿 Ｐ
管组成， 如图３ 。当常用电源供电时， 单片机 １ ／ ０口 Ｐ ． 输出低电平，常合” Ｏ４ “ 继电器吸合， 装置本体的 电动机正转， 延时 ５ 后， ５ 单片机 １ ／ ０口Ｐ ． 输出 ｏ４
５ 后单片机１ ５ ／ ０口Ｐ ． 输出高电平，备合” ｏ２ “ 继电
器释放， 保持备用电源供电。因电源质量当常用电 源和备用电源都不能供电时，Ｏ５ Ｐ ． 输出低 Ｐ ． 和 Ｏ６ 电平，常分” “ 继电器和“ 备分” 继电器吸合， 装置本体
浙江科技学院学报， １ 卷第４ ２ ７ １ 月 第９ 期， 年 ２ ０
Ｊｕ ｌ ｆ ｈ ｉ ｇＵ ｉ ｒ ｔ ｆ ｉ ｃ ａ Ｔ ｈ ｏ ｇ ｏｒ ｏ Ｚ ｅａ ａ ｎ ｊ ｎ ｎｖ ｓｙｏ Ｓ ｅ ｅ ｎ ｅ ｎ １ ｙ ｅｉ ｃ ｎ ｄ ｃ ｏ
Ｖｏ． ９Ｎｏ ４ 晓 ．２ ０ ｌ１ ． ，ｒ ｃ ０ ７
供 电。
１ 系统 结构 和工作原理
１ １ 系统结构 ．
常用供电模式 ： 常用合闸， 即使常用不正常（ 欠 压、 缺相等） 也不转换 ， 只能分闸， 当常用恢复正常时 又能 自动合闸． 备用供电模式 ： 备用合闸， 即使备用不正常 （ 欠 压、 缺相等） 也不转换， 只能分闸， 当备用恢复正常时 又能 自动合闸。 断电再扣模式 ： 一是当断路器脱扣后 ， 用此键复 位； 二是类似于紧停键 ， 一旦按此键 ， 两路电源立即
关键词 ： 双电源供电； 动切换； 自 智能控制
中图分类号 ： Ｐ ７， Ｔ ２ ３５
文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ６１８ ９ （０ ７０一２７０ １７一７８２０ ）４０７一４
Ｄ ｓ ｏ Ｄ ｕｌ ｏ ｅ ｕ ＰｙＡ ｔｍａｉ ｗ ｔ ｙｔｍ ｅｉ ｆ ｏｂｅＰ ｗ ｒＳ Ｐ ｌ ｕｏ ｔ ｎ ｇ ｃＳ ｉ ｈＳ ｓ ｃ ｅ
分 闸。
双电源 自动转换系统由本体和智能控制器两大 部分组成。装置本体由 ２ 台带有电动操作结构的断 路器及附属件（ 辅助、 报警触头）机械联锁机构、 、 熔 断器、 接线端子组成。所有元件安装在一块金属板 上， 机械联锁机构安装在 ２ 台断路器之间， 具有机械 联锁和电气联锁双重保护功能， 可确保 ２台断路器 不能同时合 闸。单 电机齿轮运转操作 方式， 用作 ＡＳ Ｔ Ｅ自动或手动分、 合闸使用。２台断路器， 用作 Ａ Ｓ Ｔ Ｅ控制器的电源隔离， 具有过载断路保护功能。 智能控制器集数字化、 智能化、 网络化于一身 ， 具有 可编程 ， 自动化测量、 Ｃ Ｌ Ｄ显示、 数字通讯等功能。
片， 控制器的实时时钟用 Ｄ ３ 实现，Ｌ Ｓ １２ Ｓ０ Ｆ Ａ Ｈ存 储器为 Ａ ２Ｃ ４ Ｔ ４ｏ 。
２ １ 电压信号的采样输入 ． 常用电源和备用电源的三相电压经二极管整流、
万方数据
第４ 期
项新建， ： 等 双电源 自动切换系统的设计
图 １ 智能控制器硬件结构图
电阻限流和电容滤波后 ， 将交流信号转换成直流信 号［．整流滤波得到的直流信号经多路模拟开关 １ ｓ ４５ 的选择与单 片机 的 Ａ Ｄ转换 １０ 口相 连 ， ０１ ／ ／ 单 片机定时地对六相电压进行 Ａ Ｄ转换， ／ 采样得到的 电压值与设定的电压参数比较， 做出过压、 欠压、 缺 相的判定， 同时内部 Ｆ Ａ Ｈ存储器对故障进行记 ＬＳ 录。电压信号的输人采样电路见图 ２ 。