智能型双电源自动切换装置设计探析

刘维峰

（国家新闻出版广电总局五八二台，北京100050）

智能型双电源自动切换装置设计探析

刘维峰

（国家新闻出版广电总局五八二台，北京100050）

随着科技的快速发展和社会的不断进步，人们的生产、生活对于供电可靠性提出了更高的要求，越来越多的新型电子设备被应用到电力系统中。智能型双电源自动切换装置是一种新型的供电处理装置，在电力系统的供电环节发挥着重要作用。简单分析了智能型双电源自动切换装置的的结构及工作原理，并对其硬件和软件设计进行了探究。

智能；双电源自动切换；设计

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.053

1 引言

广播发射台发射机房、信息机房和电力部门通常利用检修时间同时进行检修，虽然技术用电为双路或多路供电，但当对机房配电柜进行检修时，由于照明UPS的续航导致机房照明的断电会给机房正常工作带来不便。引入非技术用电电源通过双电源自动切换装置即可以较小地改动实现机房照明供电的连续性。同时双电源自动切换装置也可以用于计算机等单电源设备，有效避免UPS或单路电源故障。

双电源自动切换装置主要用于主电源与备用电源之间的切换操作，提高了供电系统的稳定性，为各项生产活动的顺利进行提供了可靠保障。[1]传统的双电源自动切换装置一般主要包括继电器、接触器、刀开关几部分，自动化程度较低，缺少欠压、过压等保护功能。智能型双电源自动切换装置相对于传统的双电源自动切换装置，具有十分明显的优势，通过科学合理的硬件和软件设计，提高了装置动作的实时性、可靠性，保障了电源供应的连续性，避免了意外断电故障造成的损失。

2 智能型双电源自动切换装置简析

2.1 装置结构

智能型双电源自动切换装置主要包括本体和智能开关控制器，本体一般由断路器、保护熔断器、机械连锁机构几部分构成，其中断路器具有一定的电动操作结构。通常来说，在断路器之间安装机械连锁机构，通过机电双重保护来避免几台断路器同时处于合闸状态的发生，从而保证该装置的安全切换，确保安全供电[2]。

2.2 工作原理

智能型双电源自动切换装置的工作原理主要是将单片机作为核心处理机构，对主、备用电源的电压、相位、频率等进行科学化检测。当主电源发生欠压、过压、缺相等电路故障时，该装置对相应的切换开关进行自动化控制，将供电系统切换到备用电源一端，减少了故障时间，从而保障供电的可靠性。

3 智能型双电源自动切换装置设计

3.1 硬件电路设计

智能型双电源自动切换装置的硬件电路设计主要可以分为以下几个部分：

（1）频率检测电路，该电路主要对相关的数据进行采集，并输送给单片机，对这些数据进行分析比较，从而判断电源频率是否发生故障。频率检测电路一般包括光耦元件、施密特触发器两部分，其工作原理是从电网中任意选择一相交流电，通过变压器进行变换降压，之后利用光耦元件将其转换成同频率的方波信号，最后借助施密特触发器对方形信号进行规整后传输给单片机实施测量。[3]

（2）电压信号采集电路，单片机通常只能对单极性电压进行检测，且检测范围为0～5V，因此相应的交流电压必须经过有效变换才能够实施检测。一般来说，12V的电源需要通过光耦元件进行耦合，再通过电位器进行分压、分流，之后经过33uF电容进行滤波，在不发生故障的条件下电源被转变为3～6V的电压信号，传送到控制板进行电压比较。

（3）过电压、欠电压比较电路，对常用的过电压比较电路进行分析，可以发现，一般电压信号采集电路会对A、B、C三相电路的电压信号进行采集处理，之后将采样处理后的电压信号传送给过电压比较电路，过电压比较电路对这些电压信号进行分析比较，判断A、B、C三相电源是否发生过电压故障或者欠电压故障。

（4）缺相检测电路，该电路主要是当电源出现缺相问题时，将故障信息发送给单片机。交流信号需要经过整流滤波处理变成直流信号，将直流信号用到驱动光耦元件的操作中，若果三相电源运行正常，该光耦元件就会被导通，同时点亮LED灯；若出现缺相问题，三级导管被导通，缺相信号以低电平的方式传输给单片机，完成缺相检测。

3.2 软件设计分析

从专业化角度分析，智能型双电源自动切换装置主要利用C语言进行程序的编写，同时在软件设计的过程中需要以模块化的设计理念为重要指导，该装置的软件设计中主要涉及系统初始化模块、I/0模块、A/D采集模块、CCP频率测量模块、报警显示模块等，通过模块化的设计体系，使得程序的编写更加清晰，降低了一定的难度，有利于提高程序设计、调试、维护工作的效率。从监控软件设计角度分析，为了提高设备数据分析、交换、处理的工作效率，可以利用上位机实现监控管理的智能化、科学化，通过采用C#语言进行编程设计，开发出监控软件的应用功能，从而提高运行环境的专业化水平。

4 结语

总而言之，智能型双电源自动切换装置是一种重要的供电控制设备，通过自动化、智能化的系统，保障了供电的可靠性，为人们的生产、生活用电减少了不必要的停电故障。随着科技的不断发展，智能型双电源自动切换装置的硬件和软件设计逐步得到完善，并将发挥更大的实践应用价值，值得相关部门进行深入的研究和应用。

【1】陈莹，彭毅，晏传银.智能型双电源自动切换装置设计问题探析[J].中国新技术新产品，2016(8):6.

【2】李克俭，冯梅岗.智能型双电源自动转换装置的设计[J].电工电气，2012(2):23-25+28.

【3】许东岳.智能型双电源自动切换装置设计[J].淮南职业技术学院学报，2012(4):15-18.

Intelligent Design of Dual Power Automatic Switching Device

LIU Wei-feng

(Station 582 of State Administration of Press,Publication,Radio,Film and Television,Beijing100050,China)

With the rapid development of technology and the progress of society,people's production and life have a higher demand for reliability of power. More and more new electronic equipment is applied to the power system.Intelligent dual power automatic switching device is a new type of power supply processing unit,and plays an important role in the power supply system.The paper makesa simple analysis of the intelligent dual-supply automatic switching devices of the structure and working principle,and exploredits hardware and software design.

intelligent;automatic dual-power switch;design

TN98

A

1007-9467（2016）08-0098-02

2016-07-28

刘维峰（1981～），男，北京人，高级工程师，从事电子信息技术研究。