智能型雙電源自動切換裝置設計探析

劉維峰

（國家新聞出版廣電總局五八二臺，北京100050）

智能型雙電源自動切換裝置設計探析

劉維峰

（國家新聞出版廣電總局五八二臺，北京100050）

隨著科技的快速發展和社會的不斷進步，人們的生產、生活對于供電可靠性提出了更高的要求，越來越多的新型電子設備被應用到電力系統中。智能型雙電源自動切換裝置是一種新型的供電處理裝置，在電力系統的供電環節發揮著重要作用。簡單分析了智能型雙電源自動切換裝置的的結構及工作原理，并對其硬件和軟件設計進行了探究。

智能；雙電源自動切換；設計

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

1 引言

廣播發射臺發射機房、信息機房和電力部門通常利用檢修時間同時進行檢修，雖然技術用電為雙路或多路供電，但當對機房配電柜進行檢修時，由于照明UPS的續航導致機房照明的斷電會給機房正常工作帶來不便。引入非技術用電電源通過雙電源自動切換裝置即可以較小地改動實現機房照明供電的連續性。同時雙電源自動切換裝置也可以用于計算機等單電源設備，有效避免UPS或單路電源故障。

雙電源自動切換裝置主要用于主電源與備用電源之間的切換操作，提高了供電系統的穩定性，為各項生產活動的順利進行提供了可靠保障。[1]傳統的雙電源自動切換裝置一般主要包括繼電器、接觸器、刀開關幾部分，自動化程度較低，缺少欠壓、過壓等保護功能。智能型雙電源自動切換裝置相對于傳統的雙電源自動切換裝置，具有十分明顯的優勢，通過科學合理的硬件和軟件設計，提高了裝置動作的實時性、可靠性，保障了電源供應的連續性，避免了意外斷電故障造成的損失。

2 智能型雙電源自動切換裝置簡析

2.1 裝置結構

智能型雙電源自動切換裝置主要包括本體和智能開關控制器，本體一般由斷路器、保護熔斷器、機械連鎖機構幾部分構成，其中斷路器具有一定的電動操作結構。通常來說，在斷路器之間安裝機械連鎖機構，通過機電雙重保護來避免幾臺斷路器同時處于合閘狀態的發生，從而保證該裝置的安全切換，確保安全供電[2]。

2.2 工作原理

智能型雙電源自動切換裝置的工作原理主要是將單片機作為核心處理機構，對主、備用電源的電壓、相位、頻率等進行科學化檢測。當主電源發生欠壓、過壓、缺相等電路故障時，該裝置對相應的切換開關進行自動化控制，將供電系統切換到備用電源一端，減少了故障時間，從而保障供電的可靠性。

3 智能型雙電源自動切換裝置設計

3.1 硬件電路設計

智能型雙電源自動切換裝置的硬件電路設計主要可以分為以下幾個部分：

（1）頻率檢測電路，該電路主要對相關的數據進行采集，并輸送給單片機，對這些數據進行分析比較，從而判斷電源頻率是否發生故障。頻率檢測電路一般包括光耦元件、施密特觸發器兩部分，其工作原理是從電網中任意選擇一相交流電，通過變壓器進行變換降壓，之后利用光耦元件將其轉換成同頻率的方波信號，最后借助施密特觸發器對方形信號進行規整后傳輸給單片機實施測量。[3]

（2）電壓信號采集電路，單片機通常只能對單極性電壓進行檢測，且檢測范圍為0～5V，因此相應的交流電壓必須經過有效變換才能夠實施檢測。一般來說，12V的電源需要通過光耦元件進行耦合，再通過電位器進行分壓、分流，之后經過33uF電容進行濾波，在不發生故障的條件下電源被轉變為3～6V的電壓信號，傳送到控制板進行電壓比較。

（3）過電壓、欠電壓比較電路，對常用的過電壓比較電路進行分析，可以發現，一般電壓信號采集電路會對A、B、C三相電路的電壓信號進行采集處理，之后將采樣處理后的電壓信號傳送給過電壓比較電路，過電壓比較電路對這些電壓信號進行分析比較，判斷A、B、C三相電源是否發生過電壓故障或者欠電壓故障。

（4）缺相檢測電路，該電路主要是當電源出現缺相問題時，將故障信息發送給單片機。交流信號需要經過整流濾波處理變成直流信號，將直流信號用到驅動光耦元件的操作中，若果三相電源運行正常，該光耦元件就會被導通，同時點亮LED燈；若出現缺相問題，三級導管被導通，缺相信號以低電平的方式傳輸給單片機，完成缺相檢測。

3.2 軟件設計分析

從專業化角度分析，智能型雙電源自動切換裝置主要利用C語言進行程序的編寫，同時在軟件設計的過程中需要以模塊化的設計理念為重要指導，該裝置的軟件設計中主要涉及系統初始化模塊、I/0模塊、A/D采集模塊、CCP頻率測量模塊、報警顯示模塊等，通過模塊化的設計體系，使得程序的編寫更加清晰，降低了一定的難度，有利于提高程序設計、調試、維護工作的效率。從監控軟件設計角度分析，為了提高設備數據分析、交換、處理的工作效率，可以利用上位機實現監控管理的智能化、科學化，通過采用C#語言進行編程設計，開發出監控軟件的應用功能，從而提高運行環境的專業化水平。

4 結語

總而言之，智能型雙電源自動切換裝置是一種重要的供電控制設備，通過自動化、智能化的系統，保障了供電的可靠性，為人們的生產、生活用電減少了不必要的停電故障。隨著科技的不斷發展，智能型雙電源自動切換裝置的硬件和軟件設計逐步得到完善，并將發揮更大的實踐應用價值，值得相關部門進行深入的研究和應用。

【1】陳瑩，彭毅，晏傳銀.智能型雙電源自動切換裝置設計問題探析[J].中國新技術新產品，2016(8):6.

【2】李克儉，馮梅崗.智能型雙電源自動轉換裝置的設計[J].電工電氣，2012(2):23-25+28.

【3】許東岳.智能型雙電源自動切換裝置設計[J].淮南職業技術學院學報，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

劉維峰（1981～），男，北京人，高級工程師，從事電子信息技術研究。