环网柜开关二次控制器备用电源电路论文和设计-方明利

全文摘要

本实用新型公开一种环网柜开关二次控制器备用电源电路，包括移动电源和可调节电压显示器，在可调节电压显示器上连接有数值采集电路，在移动电源连接有积分降压电路，积分降压电路与pwm调节电路连接，pwm调节电路的调节信号输入端与数值采集电路的采集输出端连接；积分降压电路的第一降压输出端经第一稳压电路、逆变电路、滤波电路后连接交流电接头；积分降压电路的第二降压输出端经第二稳压电路连接直流电接头；移动电源的第二直流输出端还连接有电源电路，该电源电路向整个电路供电。有益效果：实现电压值输出可调，类型可变，低压稳定，不易发生波动，实现对控制柜进行低压供电。

主设计要求

1.一种环网柜开关二次控制器备用电源电路，包括移动电源(1)和可调节电压显示器(2)，在所述可调节电压显示器(2)上连接有数值采集电路(3)，其特征在于：在所述移动电源(1)的第一直流输出端上连接有积分降压电路(4)，所述积分降压电路(4)的降压控制端与pwm调节电路(5)的降压控制输出端连接，所述pwm调节电路(5)的调节信号输入端与所述数值采集电路(3)的采集输出端连接；所述积分降压电路(4)的第一降压输出端经第一稳压电路(6)、逆变电路(7)、滤波电路(8)后连接交流电接头；所述积分降压电路(4)的第二降压输出端经第二稳压电路(9)连接直流电接头；所述移动电源(1)的第二直流输出端还连接有电源电路(10)，该电源电路(10)向所述可调节电压显示器(2)、数值采集电路(3)、积分降压电路(4)、pwm调节电路(5)、第一稳压电路(6)、逆变电路(7)、滤波电路(8)、第二稳压电路(9)供电。

设计方案

所述积分降压电路(4)的第一降压输出端经第一稳压电路(6)、逆变电路(7)、滤波电路(8)后连接交流电接头；

所述积分降压电路(4)的第二降压输出端经第二稳压电路(9)连接直流电接头；

所述移动电源(1)的第二直流输出端还连接有电源电路(10)，该电源电路(10)向所述可调节电压显示器(2)、数值采集电路(3)、积分降压电路(4)、pwm调节电路(5)、第一稳压电路(6)、逆变电路(7)、滤波电路(8)、第二稳压电路(9)供电。

2.根据权利要求1所述的环网柜开关二次控制器备用电源电路，其特征在于：在所述数值采集电路(3)与所述pwm调节电路(5)之间还连接有电压采样电路(11)，该电压采样电路(11)包括第一二极管D1，该第一二极管D1阳极与所述数值采集电路(3)连接，用于获取可调节电压显示器(2)采集的电压显示数值对应电压值；

所述第一二极管D1阴极经第一电阻R1接地，所述第一二极管D1阴极还经第二电阻R2、第三电阻R3与所述pwm调节电路(5)的调节信号输入端连接；

所述第二电阻R2、第三电阻R3公共端与第二稳压二极管D2的阴极连接，该第二稳压二极管D2的阳极接地；所述第二电阻R2、第三电阻R3公共端还经第一电容C1接地；所述第三电阻R3与所述pwm调节电路(5)的调节信号输入端的公共端经第四电阻R4接地。

3.根据权利要求2所述的环网柜开关二次控制器备用电源电路，其特征在于：所述pwm调节电路(5)采用型号为pic12f1572的PWM调节芯片，该PWM调节芯片的第八输入端作为所述pwm调节电路(5)调节信号输入端，所述PWM调节芯片的第四输出端作为所述pwm调节电路(5)的降压控制输出端。

4.根据权利要求3所述的环网柜开关二次控制器备用电源电路，其特征在于：所述积分降压电路(4)包括第一运算放大器IC，该第一运算放大器IC的正相输入端经第九电阻R9、第七电阻R7、第六电阻R6接电源电路(10)的电源输出端；所述第七电阻R7、第六电阻R6的公共端经第五电阻R5与所述pwm调节电路(5)的降压控制输出端连接；所述第九电阻R9、第七电阻R7的公共端分别经第八电阻R8、第二电容C2接地；

所述第一运算放大器IC的反相输入端经第十电阻R10与所述移动电源(1)的第一直流输出端连接；

所述第一运算放大器IC的输出端经第三电容C3与所述第一运算放大器IC的反相输入端连接；所述第一运算放大器IC的输出端还经第四电容C4、第十一电阻R11与所述第一运算放大器IC的反相输入端连接；所述第一运算放大器IC的输出端与第十二电阻R12的一端连接，所述第十二电阻R12的另一端作为所述积分降压电路(4)的输出端。

5.根据权利要求4所述的环网柜开关二次控制器备用电源电路，其特征在于：所述第一稳压电路(6)包括第十三电阻R13，该第十三电阻R13的一端与所述积分降压电路(4)的第一降压输出端连接，所述第十三电阻R13的另一端与第三稳压二极管D3的阳极连接，所述第三稳压二极管D3的阴极接地；所述第十三电阻R13的另一端还经第五电容C5接地；

所述第十三电阻R13的另一端连接所述逆变电路(7)。

6.根据权利要求5所述的环网柜开关二次控制器备用电源电路，其特征在于：所述逆变电路(7)为单相全桥逆变电路；

所述滤波电路(8)为LC滤波电路。

7.根据权利要求5所述的环网柜开关二次控制器备用电源电路，其特征在于：所述第二稳压电路(9)的电路连接结构与所述第一稳压电路(6)的电路连接结构一致。

8.根据权利要求5所述的环网柜开关二次控制器备用电源电路，其特征在于：所述电源电路(10)包括电阻分压电路和第三稳压电路，该第三稳压电路与所述第一稳压电路(6)的电路连接结构一致。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及供配电辅助供电技术领域，具体地说，是一种环网柜开关二次控制器备用电源电路。

背景技术

现阶段，环网柜开关二次控制器在长时间失去电源后，若要使控制器内的开关闭合或开关打开需要足够的电能才能被控制，而配电网供给的电一般是高压电，需要经多级降压采用供给控制器使用。然而对于不同箱体内控制器，根据其使用功率的不同，对应的供电电源电压也不相等；并且采用高压供电时，由于停电前后期，电网电压往往不稳定。在进行降压时，得到的电压大小也不稳定，并且波动的电压容易发生降压稳压供电电路器件损坏或者发生爆炸。危险系数大。

故有必要提出一种控制器供电方案，来克服现有供配电辅助供电技术的缺陷。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种环网柜开关二次控制器备用电源电路，通过增设辅助电源，根据需要的电压值和电源类型进行可调、可变的辅助供电。

为达到上述目的，本实用新型采用的具体技术方案如下：

一种环网柜开关二次控制器备用电源电路，包括移动电源和可调节电压显示器，在所述可调节电压显示器上连接有数值采集电路，其特征在于：在所述移动电源的第一直流输出端上连接有积分降压电路，所述积分降压电路的降压控制端与pwm调节电路的降压控制输出端连接，所述pwm调节电路的调节信号输入端与所述数值采集电路的采集输出端连接；

所述积分降压电路的第一降压输出端经第一稳压电路、逆变电路、滤波电路后连接交流电接头；

所述积分降压电路的第二降压输出端经第二稳压电路连接直流电接头；

所述移动电源的第二直流输出端还连接有电源电路，该电源电路向所述可调节电压显示器、数值采集电路、积分降压电路、pwm调节电路、第一稳压电路、逆变电路、滤波电路、第二稳压电路供电。

通过上述设计，可调节电压显示器实现需要的电压调节，数值采集电路采集显示器上的电压数值后，得到对应的电压采集信号，该电压采集信号发用于对pwm调节电路进行PWM调节，实现降压控制，pwm调节电路的降压控制输出端输出控制信号控制积分降压电路进行适应性降压，得到对应的直流电压。该直流电压分成两路，一路为经稳压、逆变、滤波后得到对应的交流电；另一路经稳压，得到需要的直流电压。

其中移动电源可以采用可充电式移动电源，其输出的为直流电，电压值在0-220V之间。

进一步的，在所述数值采集电路与所述pwm调节电路之间还连接有电压采样电路，该电压采样电路包括第一二极管D1，该第一二极管D1阳极与所述数值采集电路连接，用于获取可调节电压显示器采集的电压显示数值对应电压值；

所述第一二极管D1阴极经第一电阻R1接地，所述第一二极管D1阴极还经第二电阻R2、第三电阻R3与所述pwm调节电路的调节信号输入端连接；

所述第二电阻R2、第三电阻R3公共端与第二稳压二极管D2的阴极连接，该第二稳压二极管D2的阳极接地；所述第二电阻R2、第三电阻R3公共端还经第一电容C1接地；所述第三电阻R3与所述pwm调节电路的调节信号输入端的公共端经第四电阻R4接地。

通过设置电压采样电路，对数值采集电路采集的电压进行采样，形成控制电压信号，对pwm调节电路的PWM脉宽进行调制，从而调节积分降压电路中降压输出电压值。实现从设置到输出的控制过程。

再进一步的，所述pwm调节电路采用型号为pic12f1572的PWM调节芯片，该PWM调节芯片的第八输入端作为所述pwm调节电路调节信号输入端，所述PWM调节芯片的第四输出端作为所述pwm调节电路的降压控制输出端。

采用pic12f1572，实现脉宽调制，从而结合积分降压电路实现降压控制。

再进一步的，所述积分降压电路包括第一运算放大器IC，该第一运算放大器IC的正相输入端经第九电阻R9、第七电阻R7、第六电阻R6接电源电路的电源输出端；所述第七电阻R7、第六电阻R6的公共端经第五电阻R5与所述pwm调节电路的降压控制输出端连接；所述第九电阻R9、第七电阻R7的公共端分别经第八电阻R8、第二电容C2接地；

所述第一运算放大器IC的反相输入端经第十电阻R10与所述移动电源的第一直流输出端连接；

通过采集到的电压值不同，致使pwm调节电路输出不同的PWM值，来调节积分降压电路输出电压。

再进一步的，所述第一稳压电路包括第十三电阻R13，该第十三电阻R13的一端与所述积分降压电路的第一降压输出端连接，所述第十三电阻R13的另一端与第三稳压二极管D3的阳极连接，所述第三稳压二极管D3的阴极接地；所述第十三电阻R13的另一端还经第五电容C5接地；

所述第十三电阻R13的另一端连接所述逆变电路。

经调压后的电压，可能由于电路的存放环境或者设定的电压值突变造成电压不稳定，则通过设置稳压电路实现电压值得稳定。

通过设置逆变电路，实现直流电到交流电的转变。

进一步的技术方案为，所述逆变电路为单相全桥逆变电路；为了实现交流滤波，所述滤波电路为LC滤波电路。

进一步的技术方案，所述第二稳压电路的电路连接结构与所述第一稳压电路的电路连接结构一致。

进一步的技术方案，所述电源电路包括电阻分压电路和第三稳压电路，该第三稳压电路与所述第一稳压电路的电路连接结构一致。

本实用新型的有益效果：实现电压值输出可调，并且可输出直流和交流电，由于采用移动电源作为供电电源，低压稳定，不易发生波动，实现对控制柜进行低压供电。并且电路结构简单，整个电路容易安装携带。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构示意图；

图2是本实用新型的电路原理图；

图3是本实用新型的电源电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

从图1可以看出，一种环网柜开关二次控制器备用电源电路，包括移动电源1和可调节电压显示器2，在所述可调节电压显示器2上连接有数值采集电路3，在所述移动电源1的第一直流输出端上连接有积分降压电路4，所述积分降压电路4的降压控制端与pwm调节电路5的降压控制输出端连接，所述pwm调节电路5的调节信号输入端与所述数值采集电路3的采集输出端连接；

所述积分降压电路4的第一降压输出端经第一稳压电路6、逆变电路7、滤波电路8后连接交流电接头；

所述积分降压电路4的第二降压输出端经第二稳压电路9连接直流电接头；

所述移动电源1的第二直流输出端还连接有电源电路10，该电源电路10向所述可调节电压显示器2、数值采集电路3、积分降压电路4、pwm调节电路5、第一稳压电路6、逆变电路7、滤波电路8、第二稳压电路9供电。

在本实施例中，所述移动电源1采用输出直流电压为220V的电源。

在本实施例中，可调节电压显示器2包括LED显示器。在该LED显示器设置有数值调节键，可进行数值设置，通过设定数值，得到数字信号。

在本实施例中，数值采集电路3包括数模转换模块和信号放大模块，其中，数模转换模块将数字信号转换成模拟信号，经信号放大模块放大后，得到信号传输至电压采样电路11，得到采样电压。由于数模转换和信号放大电路属于现有技术，在现有技术中且广泛使用，对于本领域人员是熟知的技术，故在此不再赘述。

在本实施例中，结合图1和图2可以看出，所述pwm调节电路5采用型号为pic12f1572的PWM调节芯片，该PWM调节芯片的第八输入端作为所述pwm调节电路5调节信号输入端，所述PWM调节芯片的第四输出端作为所述pwm调节电路5的降压控制输出端。

从图2还可以看出，PWM调节芯片的第一端口连接电源电路，所述PWM调节芯片的第五端口接地。

从图2还可以看出，在所述数值采集电路3与所述pwm调节电路5之间还连接有电压采样电路11，该电压采样电路11包括第一二极管D1，该第一二极管D1阳极与所述数值采集电路3连接，用于获取可调节电压显示器2采集的电压显示数值对应电压值；

所述第一二极管D1阴极经第一电阻R1接地，所述第一二极管D1阴极还经第二电阻R2、第三电阻R3与所述pwm调节电路5的调节信号输入端连接；

所述第二电阻R2、第三电阻R3公共端与第二稳压二极管D2的阴极连接，该第二稳压二极管D2的阳极接地；所述第二电阻R2、第三电阻R3公共端还经第一电容C1接地；所述第三电阻R3与所述pwm调节电路5的调节信号输入端的公共端经第四电阻R4接地。

从图2还可以看出，所述积分降压电路4包括第一运算放大器IC，该第一运算放大器IC的正相输入端经第九电阻R9、第七电阻R7、第六电阻R6接电源电路10的电源输出端；所述第七电阻R7、第六电阻R6的公共端经第五电阻R5与所述pwm调节电路5的降压控制输出端连接；所述第九电阻R9、第七电阻R7的公共端分别经第八电阻R8、第二电容C2接地；

所述第一运算放大器IC的反相输入端经第十电阻R10与所述移动电源1的第一直流输出端连接；

结合图2，所述第一稳压电路6包括第十三电阻R13，该第十三电阻R13的一端与所述积分降压电路4的第一降压输出端连接，所述第十三电阻R13的另一端与第三稳压二极管D3的阳极连接，所述第三稳压二极管D3的阴极接地；所述第十三电阻R13的另一端还经第五电容C5接地；所述第十三电阻R13的另一端连接所述逆变电路7。

在本实施例中，结合图2，在本实施例中，所述滤波电路8为LC滤波电路。所述逆变电路7为单相全桥逆变电路。该单相全桥逆变电路的高电位输出端经第一电感L1与交流电接头连接，在所述交流电接头与第一电感L1的公共端经第六电容C6接地。其中第六电容C6、第一电感L1组成所述LC滤波电路。

结合图2可以看出，第二稳压电路9、第三稳压电路与所述第一稳压电路6的电路连接结构一致。

其中，结合图2可以看出，第二稳压电路9包括第十四电阻R14，该第十四电阻R14的一端与所述第十二电阻R12的另一端连接，所述第十四电阻R14的另一端与第四稳压二极管D4的阳极连接，所述第四稳压二极管D4的阴极接地；所述第十四电阻R14的另一端接直流电接头。

结合图3可以看出，所述电源电路10包括电阻分压电路和第三稳压电路。其中，分压电路包括依次串联连接的第十六电阻R16和第十八电阻R18，在第十六电阻R16和第十八电阻R18的公共端经第十七电阻R17与第九稳压二极管D9的阳极连接，该第九稳压二极管D9的阴极接地，所述第九稳压二极管D9的两端作为电源电路的电源输出端，用于向可调节电压显示器2、数值采集电路3、积分降压电路4、pwm调节电路5、第一稳压电路6、逆变电路7、滤波电路8、第二稳压电路9供电。

本实用新型的工作原理为：

在可调节电压显示器2设置所需要的电压值，其数字信号经数值采集电路3的数模转换后形成设定的电压模拟信号，经放大后传输至电压采样电路11，得到采样电压。

并经pwm调节电路5得到脉宽调制信号，用于对积分降压电路4进行降压控制，其中积分降压电路4的电压输入端来自移动电源1，移动电源1输出电压为220V的直流电压。经积分降压电路4进行积分降压后，一路经稳压、逆变、滤波后得到降压后的交流电压。另一类经稳压后得到直流电压。

在本实用新型的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的实施例的描述中，本文中术语“和\/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和\/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“\/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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