一种智能化安全备用电源系统论文和设计-赖锦同

全文摘要

本实用新型涉及一种智能化安全备用电源系统，包括第一电压检测电路、第一电流检测电路、智能断路器、双电源转换开关、锂电池、MCU、蓄电池、继电器、DC‑DC转换模块、发电机组、第二电压检测电路、第二电流检测电路，智能断路器和发电机组分别连接双电源转换开关，第一电压检测电路连接市电，第一电流检测电路连接智能断路器，蓄电池通过继电器、DC‑DC转换模块连接发电机组，第二电压检测电路和第二电流检测电路分别连接发电机组，发电机组、双电源转换开关、智能断路器、锂电池、继电器、第一电压检测电路、第一电流检测电路、二电压检测模块和第二电流检测电路分别连接MCU。本实用新型解决了发电机组满载供电造成浪费的问题。

主设计要求

1.一种智能化安全备用电源系统，其特征在于：包括第一电压检测电路、第一电流检测电路、智能断路器、双电源转换开关、锂电池、MCU、蓄电池、继电器、DC-DC转换模块、发电机组、第二电压检测电路、第二电流检测电路，所述发电机组包括柴油机和与柴油机配套使用的同步发电机，所述双电源转换开关的第一输入端与智能断路器的输出端电连接，所述智能断路器的输入端连接市电，所述双电源转换开关的输出端连接负载，所述第一电压检测电路的输入端连接市电，所述第一电流检测电路的输入端与智能断路器的输出端电连接，所述双电源转换开关的控制端、智能断路器的控制端、第一电压检测电路的输出端和第一电流检测电路的输出端分别与MCU的输入端电连接，所述锂电池与MCU的电源端电连接，所述蓄电池依次通过继电器、DC-DC转换模块连接同步发电机的励磁电流输入端，所述同步发电机的输出端与双电源转换开关的第二输入端电连接，所述第二电压检测电路的输入端与同步发电机的输出端电连接，所述第二电流检测电路的输入端与同步发电机的输出端电连接，所述柴油机、DC-DC转换模块、继电器的控制端、第二电压检测电路的输出端和第二电流检测电路的输出端分别与MCU的输入端电连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种智能化安全备用电源系统，其特征在于：还包括相位检测电路，所述相位检测电路的输入端连接市电，所述相位检测电路的输出端与MCU的输入端电连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能化安全备用电源系统，其特征在于：还包括触摸屏，所述触摸屏与MCU通信连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电源设备技术领域，尤其涉及一种智能化安全备用电源系统。

背景技术

目前，在我国很多偏远的农村地区电力系统还比较薄弱，电力系统稳定性较差，例如，在打雷的时候，电网容易受雷电的影响而升高，电网电压升高会造成电视机、电脑等电气设备损坏；再如，在节假日，如春节的时候，由于用电设备增多，造成电网供电电压不足，也不利于用电设备的安全使用。因而，一些家庭会配置发电机设备以备不时之需，一般在断电后将发电机设备手动接入家庭电网，在电网恢复供电后断开发电机设备，然后恢复电网供电，发电机设备手动接入和断开使用过程麻烦，并且发电机设备发电时一般满载发电，多余电能一般不存储，造成浪费问题。

实用新型内容

因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种智能化安全备用电源系统，解决发电机设备满载供电造成浪费的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种智能化安全备用电源系统，包括第一电压检测电路、第一电流检测电路、智能断路器、双电源转换开关、锂电池、MCU、蓄电池、继电器、DC-DC转换模块、发电机组、第二电压检测电路、第二电流检测电路，所述发电机组包括柴油机和与柴油机配套使用的同步发电机，所述双电源转换开关的第一输入端与智能断路器的输出端电连接，所述智能断路器的输入端连接市电，所述双电源转换开关的输出端连接负载，所述第一电压检测电路的输入端连接市电，所述第一电流检测电路的输入端与智能断路器的输出端电连接，所述双电源转换开关的控制端、智能断路器的控制端、第一电压检测电路的输出端和第一电流检测电路的输出端分别与MCU的输入端电连接，所述锂电池与MCU的电源端电连接，所述蓄电池依次通过继电器、DC-DC转换模块连接同步发电机的励磁电流输入端，所述同步发电机的输出端与双电源转换开关的第二输入端电连接，所述第二电压检测电路的输入端与同步发电机的输出端电连接，所述第二电流检测电路的输入端与同步发电机的输出端电连接，所述柴油机、DC-DC转换模块、继电器的控制端、第二电压检测电路的输出端和第二电流检测电路的输出端分别与MCU的输入端电连接。

进一步的，还包括相位检测电路，所述相位检测电路的输入端连接市电，所述相位检测电路的输出端与MCU的输入端电连接。

更进一步的，还包括触摸屏，所述触摸屏与MCU通信连接。

通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：本智能化安全备用电源系统通过第一电压检测电路检测市电的电压并传递给MCU，通过第一电流检测电路检测家庭内负载的总电流并传递给MCU，MCU计算家庭内负载的总功率，当第一电压检测电路检测市电电压异常时，MCU控制继电器导通，发电机组启动发电，第二电压检测电路检测发电机组输出电压达到市电电压值时，并且相位检测电路检测市电电压在零相位时，MCU控制双电源转换开关切换供电电源为发电机组供电，第二电流检测电路检测发电机组输出电流，MCU控制DC-DC转换模块输出电压来控制发电机组的励磁电压，从而改变发电机组输出功率，使发电机组运行在最佳电能供给需求，以达到节能的目的。进一步的，用户也可以通过触摸屏控制市电和发电机组双电源的切换。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路连接框图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参考图1，本实施例提供一种智能化安全备用电源系统，包括第一电压检测电路1、第一电流检测电路2、智能断路器3、双电源转换开关4、锂电池5、MCU6、蓄电池7、继电器8、DC-DC转换模块9、发电机组10、第二电压检测电路11、第二电流检测电路12、相位检测电路13和触摸屏14，所述发电机组10包括柴油机101和与柴油机101配套使用的同步发电机102，所述双电源转换开关4采用ATS自动转换开关，所述双电源转换开关4包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述MCU6采用ATM89C51单片机，所述第一电压检测电路1和第二电压检测电路11用于检测电路电压并传递给MCU6，所述第一电流检测电路2和第二电流检测电路12用户检测电路电流并传递给MCU6，上述各电子元器件及电路模块均为现有公知设备。

所述双电源转换开关4的第一输入端与智能断路器3的输出端电连接，所述智能断路器3的输入端连接市电，所述双电源转换开关4的输出端连接负载，市电为一路电源。所述第一电压检测电路1的输入端连接市电，第一电压检测电路1检测市电电压。所述第一电流检测电路2的输入端与智能断路器3的输出端电连接，第一电流检测电路2检测智能断路器3的输出端输出电流。所述双电源转换开关4的控制端和智能断路器3的控制端分别与MCU6的输入端电连接，通过MCU6控制双电源转换开关4切换电源，通过MCU6控制智能断路器3导通或截止。第一电压检测电路1的输出端和第一电流检测电路2的输出端分别与MCU6的输入端电连接，将检测的电压和电流分别传递给MCU6。所述锂电池5与MCU6的电源端电连接，锂电池5为MCU6供电。

所述蓄电池7依次通过继电器8、DC-DC转换模块9连接同步发电机102的励磁电流输入端，所述同步发电机102的输出端与双电源转换开关4的第二输入端电连接，所述第二电压检测电路11的输入端与同步发电机102的输出端电连接，所述第二电流检测电路12的输入端与同步发电机102的输出端电连接，所述柴油机101、DC-DC转换模块9、继电器8的控制端、第二电压检测电路11的输出端和第二电流检测电路12的输出端分别与MCU6的输入端电连接。上述各电子元器件及电路模块均通过输入端、输出端、控制端相互连接，连接方式简单，各电子元器件及电路模块间连接技术为本领域公知的技术手段。

本智能化安全备用电源系统通过第一电压检测电路1检测市电的电压并传递给MCU6，通过第一电流检测电路2检测家庭内负载的总电流并传递给MCU6，MCU6计算家庭内负载的总功率，当第一电压检测电路1检测市电电压异常时，MCU6控制继电器8导通，发电机组10启动发电，第二电压检测电路11检测发电机组输出电压达到市电电压值时，并且相位检测电路13检测市电电压在零相位时，MCU6控制双电源转换开关4切换供电电源为发电机组供电，第二电流检测电路12检测发电机组输出电流，MCU6控制DC-DC转换模块9输出电压来控制发电机组10的励磁电压，从而改变发电机组10输出功率，使发电机组10运行在最佳电能供给需求，以达到节能的目的。当第一电压检测电路1检测市电的电压正常供电时，并且相位检测电路13检测市电电压在零相位时，MCU6控制双电源转换开关4切换供电电源为市电供电，同时MCU6控制发电机组10停机停止供电。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

设计图

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