智能型双电源自动切换装置设计问题探析

陈莹　彭毅　晏传银

摘 要：近年来，随着现代化社会发展水平的不断提升以及科学技术的进步发展，供电的可靠性要求日益提升，越来越多的新型设备已经逐渐投入到相应的供电系统当中。智能型双电源自动切换装置作为一种新型的供电处理装置，在实际工作过程中发挥着重要作用。本文就智能型双电源自动切换装置的设计问题展开详细论述。

关键词：智能型；双电源自动切换；设计问题

中图分类号：TM762 文献标识码：A

目前，智能型双电源自动切换装置属于实时性以及可靠性要求都相对较高的控制系统。在实际设计过程中，需要针对不间断性的实时供电需求，采用采样以及比较等工作原理与工作方法，制定科学化优化方案，然后根据不同情况对电源故障状况进行准确化的判断以及快速切换，进而有效完成主、备电源之间的快速转换，确保供电连续性。

一、智能型双电源自动切换装置结构以及工作原理分析

（一）自动切换装置结构分析

智能型双电源自动切换装置主要是由本体与智能开关的专业化控制器组合而成的，具体来说，本体又由五台存在电动操作装置的断路器、保护熔断器与机械联锁机构组成。一般情况下，机械联锁装置会安装到五台断路器之间，通过机电双重保护来保证五台断路器不可以同时处在合闸状态之下，进而保证安全切换，实现供电安全。此外，智能化的开关控制器有着可编程、智能化以及数字化的特点，能够实现自动化检测，还具有数字通信以及LCD显示特点。

（二）自动切换装置工作原理分析

从装置工作原理上来看，主要是以单片机作为核心，然后对两路的低压供电电源包括常用以及备用电源的电压、相位与频率，实施科学化检测。如果常用电源出现故障，例如出现过压故障、欠压故障以及缺相故障的时候，其装置就会自动化控制相应的切换开关，并切换到所规定的备用电源上，有效缩短故障时间，保证供电稳定。而且，在实际设计过程中，为了在一定程度上确保供电的可靠性，排除自动工作模式之外，还需要添加手动工作模式，便于在自动模式存在故障的时候，采用人工方式来实施电源切换，有效增加其安全系数。

二、智能型双电源自动切换装置问题分析

（一）切换装置硬件电路设计

智能型双电源自动切换装置的硬件电路设计需要从以下几个方面进行阐述：第一，频率检测电路，该电路主要是借助频率检测电路来实现数据的采集，然后送入单片机实施比较判断，最终判断出电源频率存在的故障情况。通常情况下，检测电路是由光耦元件与施密特触发器两种结构组合而成的，具体的工作原理则是从电网中随意选择一相交流电，然后经过变压器进行变换降压之后，再借助光耦元件使其转换为同频率专业化方波信号，最后通过施密特触发器把相应的方波信号合理化规整之后送向单片机实施准确化测量。第二，电压信号的专业化采集电路。因单片机往往只可以对0～5V单极性电压实施检测，所以应对交流电压实施有效变换。12V的电源在经过光耦耦合以及电位器进行分压与分流之后，再通过33uF电容滤波，最终使电源在无故障的条件之下形成3V～6V的电压信号，之后送到控制板上实施电压比较处理。当电压信号比3V低的时候可以表示为出现欠压故障，而当电压信号比6V高的时候，则说明出现了过压故障。第三，过电压的标准化比较电路，根据常规的电压比较电压进行研究分析，最为常见的A、B、C三相电源路在经过专业化的电压信息采集电路进行有效采样之后，就会送到过相应的电压比较器电路当中实施判断，并有效判定常用到的A、B、C电源有没有存在过电压现象。第四，缺相检测电路。从专业化角度出发，缺相检测电路主要功能在于电源出现缺相现象时，自动向单片机发出一定的故障信号。其工作原理在于交流电在经过整流滤波操作之后把所得到的直流电用到专业化的驱动光耦元件当中，如果三相电没有发生异常情况，光耦元件就会导通，LED灯亮。如果任何的一相出现缺相现象，则三极管就会导通，进而缺相信号会输出相应的低电平，最终单片机实现专业化的缺相检测。

（二）切换装置的软件设计分析

从某种程度上讲，智能型双电源自动切换装置主要是借助C语言进行编写，而且在软件设计过程中更加强调模块化的设计理念，主要包括系统初始化模块、报警显示模块、A/D采集模块、I/O模块以及CCP频率测量的模块，并借助模块化有效降低程序的复杂化程度，最终实现程序设计工作、程序调试工作以及程序维护工作的简单化操作。从监控软件设计角度出发，为了在一定程度上更好完成数据交互、数据分析以及数据处理等工作，该装置在设计上使用了上位机实施科学化监控管理，而且上位机中所应用的监控软件主要是借助C#语言进行开发，具体的运行环境也有专业化要求。此外，自动化切换装置的上机位以及下级传输数据往往会应用COM口完成，其通讯波特率控制到9600bit/s。

结语

总而言之，智能型双电源自动切换装置在供电控制中发挥着非常重要的作用，直接关系到用电设备的使用可靠性。从智能型双电源自动切换装置设计角度出发，应该综合考虑其硬件设计以及软件设计，硬件设计主要在电压信号采样方面、电源切换以及人机接口等方面进行合理化设计。而软件设计则需应用模块化编程理念来完成设计工作，并在此基础上进行现场测试验证，从根本上满足个性化供电需求，并保证符合相关技术标准，使其更好的在实践中得到应用。

参考文献

[1]沈力，陈林，李嘉.通信电源智能切换装置有关问题的探讨[J].民营科技，2012（04）：1-2.

[2]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（04）：15-18.

[3]姚亞磊.双电源切换开关的应用和维护[J].科技创新与应用，2015（23）：204-204.

[4]赵曙伟，高峰.双电源切换开关（ATS）在百万机组的应用分析[J].电气自动化，2015（04）：48-50.

[5]廉世军，武建文，张路明.基于电容式传感器的双投控制装置的研制[J].电工电气，2013（05）：10-14.