智能电子转换器及其控制方法与流程

技术领域

本发明涉及一种智能电子转换器及其控制方法，适用于多路电源供电时，选择其中一路电源向家用电器例如空调、风扇等供电。

背景技术：

有些地区的家庭、医院或超市的供电系统同时包括了市电，太阳能电池发电，风电，发电机组等，由于各种原因会出供电不稳的状态，现有技术中，需要通过人工去切换闸刀来完成电源的切换，如此长久下去，人工操作繁琐，用电得不到保障，且会影响到用电设备的安全。

技术实现要素：

本发明根据以上需求，提供了一种智能电子转换器，能根据需要自动切换供电电源，大大增加了电器的安全使用，也满足了用户不间断用电要求。

本发明的技术方案是：

一种智能电子转换器，其特征是，包括多个降压整流稳压模块：

第1降压整流稳压模块，其输入端连接交流电源L1；

继电器J1，其线圈连接第1降压整流稳压模块的输出端，其触点开关K1的常开端连接交流电源L1,触点开关K1的常闭端连接交流电源L2；

第n降压整流稳压模块，其输入端连接Kn -1触点开关的公共端，n 为2以上的自然数；

继电器Jn，其线圈连接第n降压整流稳压模块的输出端，其触点开关Kn的常闭端连接交流电源Ln+1，触点开关Kn的常开端连接触点开关Kn-1的公共端；

第n+1降压整流稳压模块，其输入端连接触点开关Kn的公共端，其输出端提供直流稳压电源E；

需要说明的是，直流稳压电源E的提供可以单路，也可以是多路，通常可以选两路， 5伏用于CPU模块，24伏用于继电器。

当n为2时，交流电源可选3路，即交流电源L1、交流电源L2、交流电源L3，继电器有2个；当n为3时，交流电源可选4路，继电器即交流电源L1、交流电源L2、交流电源L3、交流电源L4，继电器有3个，以此类推；

CPU模块，由直流稳压电源E供电；

第1驱动电路，输入端连接CPU模块的第1驱动端；

第2驱动电路，输入端连接CPU模块的第2驱动端；

第m驱动电路，输入端连接CPU模块的第m驱动端,m等于n+1；

继电器J11，其线圈连接第1驱动电路的输出端和直流稳压电源E；

继电器J12，其线圈连接第2驱动电路的输出端和直流稳压电源E；

继电器J1m，其线圈连接第m驱动电路的输出端和直流稳压电源E；

第1电压采样电路，输入端连接继电器J11的常开触点和交流电源L1，输出端连接CPU模块的第1模拟采样输入端；

第2电压采样电路，输入端连接继电器J12的常开触点和交流电源L2，输出端连接CPU模块的第2模拟采样输入端；

第m电压采样电路，输入端连接继电器J1m的常开触点和交流电源Lm，输出端连接CPU模块的第m模拟采样输入端；

继电器J11、继电器J12和继电器J1m的公共触点作为本转换器的交流输出电源LOUT，向负载供电。

交流电源L1、交流电源L2至第m交流电源Lm的交流零线N连接一起。

本发明的工作原理是，按交流电源L1、交流电源L2、交流电源Ln+1的排列由高到低设定优选等级，举例说，当交流电源L1有输出时，经第1降压整流稳压模块向继电器J1线圈供电，触点开关吸合，交流电源L2断开，并经第2降压整流稳压模块向继电器J2线圈供电，交流电源L3断开，最终经第3降压整流稳压模块输出直流稳压电源E，该输出直流稳压电源E作为其它电路的电源，也就是说，不管交流电源L2和交流电源Ln+1是否有电，只有交流电源L1能输出；当交流电源L1无输出时，交流电源L2经继电器J1的常闭端、第2降压整流稳压模块向继电器J2线圈供电，交流电源Ln+1断开，最终经第3降压整流稳压模块输出直流稳压电源E；以此类推；

交流电源L1、交流电源L2和交流电源Lm均通过电压采样电路输出到CPU模块，可以通过软件设定优选等级，通过驱动电路接通继电器J11、继电器J12和继电器J1m中的一路，最后输出交流电源L1、交流电源L2和交流电源Lm中的一路；

当因电源频率不能达到标准时，可以放弃该路交流电源的输出。

作为优选，所述第1降压整流稳压模块包括：

电阻R11、电阻R12和电容C11组成的阻容降压电路；

桥堆Q1，其一个交流输入端连接阻容降压电路，另一个交流输入端连接所述的交流零线N；

稳压二极管D12、电解电容C12组成的稳压电路，连接到桥堆Q1的正极和负极；

所述第n降压整流稳压模块和所述第n+1降压整流稳压模块的电路结构与第1降压整流稳压模块相同。

作为优选，所述第1驱动电路包括：

三极管Q11,基极经电阻R1连接到所述CPU模块的第1驱动端，发射极接地，集电极连接所述继电器J11线圈；

所述第2驱动电路、所述第m驱动电路与第1驱动电路相同。

二极管D1负极接电源E、正极接三极管Q1的集电极;

作为优选，所述第1电压采样电路包括：

整流二极管D2；

降压电阻R2、降压电阻R3，与整流二极管D2串联后连接在所述交流电源L1和地之间，降压电阻R2、降压电阻R3的公共端点作为输出端连接所述CPU模块的第1模拟采样输入端；

所述第2电压采样电路、所述第m电压采样电路与第1电压采样电路相同。

作为优选，数码显示驱动电路，输入端连接CPU模块的显示输出端；

数码显示，输入端连接数码显示驱动电路的输出端，数码显示能显示实时电压和实时频率；

设置按钮，若干个，一端接地、另一端连接CPU模块的设置端，设置按钮用于设置正常工作电压和正常工作频率；

数码显示驱动电路和数码显示连接到所述的直流稳压电源E。

还包括多路交流电源工作状态显示灯，分别连接CPU模块的交流电源输出端。

一种智能电子转换器的控制方法，其特征是，按如下步骤：

A.设置优先等级，交流电源L1高于交流电源L2，交流电源L2高于交流电源Ln+1，以此类推, n 为2以上的自然数，优先等级高的交流电源优先输出;B.设置正常的工作电压和工作频率范围，工作电压和工作频率不正常的禁止输出；

C.当交流电源被选中时，交流电源工作状态显示灯点亮，当交流电源无输入时，交流电源工作状态显示灯灭，当交流电源有输入且工作电压或工作频率不正常时，交流电源工作状态显示灯被点亮但亮度较暗或者交流电源工作状态显示灯闪烁。需要说明的是，交流电源工作状态显示灯的亮度调节，可通过CPU模块输出占空比电压来实现；通过这种方式，用户可以得知，目前的交流电源中有多少路有电，有多少路有电但供电不正常。

还包括如下步骤：

D.记录不同时段下，各交流电源的工作状态，选择同一时段下正常工作的交流电源作为优先输出的交流电源。

需要说明的是，太阳能电池发电，风电不仅会受到气候的影响，还都会受时段的影响，相对而言，时段的影响是比较有规律些，本发明可通过CPU模块的软件设置，减少交流电源对用户的影响，进一步提高智能化程度。

本发明具有电路可靠、能适用多路电源、智能控制、方便用户的有益效果。

附图说明

图1为本发明多路降压整流稳压模块连接的电原理框图。

图2为本发明降压整流稳压模块电原理图。

图3为本发明CPU模块相关的电原理框图。

图4为本发明电压采样电路、驱动电路电原理图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的说明：

如图所示，一种智能电子转换器，包括多个降压整流稳压模块：

第1降压整流稳压模块，其输入端连接交流电源L1；

继电器J1，其线圈连接第1降压整流稳压模块的输出端，其触点开关K1的常开端连接交流电源L1,触点开关K1的常闭端连接交流电源L2；

第n降压整流稳压模块，其输入端连接Kn -1触点开关的公共端，n 为2以上的自然数；

n 为2时，降压整流稳压模块有2个，可以有三路电源，例如市电，太阳能电池发电，风电；

n 为3时，降压整流稳压模块有3个，可以有四路电源，例如市电，太阳能电池发电，风电，发电机组；

以此类推；

继电器Jn，其线圈连接第n降压整流稳压模块的输出端，其触点开关Kn的常闭端连接交流电源Ln+1，触点开关Kn的常开端连接触点开关Kn-1的公共端；

第n+1降压整流稳压模块，其输入端连接触点开关Kn的公共端，其输出端提供直流稳压电源E；

CPU模块，由直流稳压电源E供电；

第1驱动电路，输入端连接CPU模块的第1驱动端；

第2驱动电路，输入端连接CPU模块的第2驱动端；

第m驱动电路，输入端连接CPU模块的第m驱动端,m等于n+1；

继电器J11，其线圈连接第1驱动电路的输出端和直流稳压电源E；

继电器J12，其线圈连接第2驱动电路的输出端和直流稳压电源E；

继电器J1m，其线圈连接第m驱动电路的输出端和直流稳压电源E；

第1电压采样电路，输入端连接继电器J11的常开触点和交流电源L1，输出端连接CPU模块的第1模拟采样输入端；

第2电压采样电路，输入端连接继电器J12的常开触点和交流电源L2，输出端连接CPU模块的第2模拟采样输入端；

第m电压采样电路，输入端连接继电器J1m的常开触点和交流电源Lm，输出端连接CPU模块的第m模拟采样输入端；

继电器J11、继电器J12和继电器J1m的公共触点作为本转换器的交流输出电源LOUT，向负载供电。

交流电源L1、交流电源L2至第m交流电源Lm的交流零线N连接一起。

第1降压整流稳压模块包括：

电阻R11、电阻R12和电容C11组成的阻容降压电路；

桥堆Q1，其一个交流输入端连接阻容降压电路，另一个交流输入端连接的交流零线N；

稳压二极管D12、电解电容C12组成的稳压电路，连接到桥堆Q1的正极和负极；

续流二极管D11，连接在继电器J1的两端。

第n降压整流稳压模块和第n+1降压整流稳压模块的电路结构与第1降压整流稳压模块相同。

第1驱动电路包括：

三极管Q11,基极经电阻R1连接到CPU模块的第1驱动端，发射极接地，集电极连接继电器J11线圈；

第2驱动电路、第m驱动电路与第1驱动电路相同。

续流二极管D1连接在继电器J11线圈的两端。

第1电压采样电路包括：

整流二极管D2；

降压电阻R2、降压电阻R3，与整流二极管D2串联后连接在交流电源L1和地之间，降压电阻R2、降压电阻R3的公共端点作为输出端连接CPU模块的第1模拟采样输入端；

第2电压采样电路、第m电压采样电路与第1电压采样电路相同。

数码显示驱动电路，输入端连接CPU模块的显示输出端；

数码显示，输入端连接数码显示驱动电路的输出端，数码显示能显示实时电压和实时频率；

设置按钮，S1-S4，一端接地、另一端连接CPU模块的设置端，设置按钮用于设置正常工作电压和正常工作频率；

数码显示驱动电路和数码显示连接到直流稳压电源E。

还包括多路交流电源工作状态显示灯，分别连接CPU模块的交流电源输出端。

一种智能电子转换器的控制方法，其特征是，按如下步骤：

A.设置优先等级，交流电源L1高于交流电源L2，交流电源L2高于交流电源Ln+1，以此类推, n 为2以上的自然数，优先等级高的交流电源优先输出;B.设置正常的工作电压和工作频率范围，例如220VAC±10%、频率50Hz±2%，工作电压和工作频率不正常的禁止输出；

C.当交流电源被选中时，交流电源工作状态显示灯点亮，当交流电源无输入时，交流电源工作状态显示灯灭，当交流电源有输入且工作电压或工作频率不正常时，交流电源工作状态显示灯被点亮但亮度较暗。

C.当交流电源被选中时，交流电源工作状态显示灯点亮，当交流电源无输入时，交流电源工作状态显示灯灭，当交流电源有输入且工作电压或工作频率不正常时，交流电源工作状态显示灯被点亮但亮度较暗或者交流电源工作状态显示灯闪烁。

还包括如下步骤：

D.记录不同时段下，各交流电源的工作状态，选择同一时段下正常工作的交流电源作为优先输出的交流电源。