0 导言
跟着现代工业的开展和社会的前进，人们对供电持续性的要求已越来越高，如要求供电电源选用两路乃至两路以上，一路为常用电源（如外线电源），别的的为备用电源（如内部的发电电源）。因而，需求一种能在电源之间进行主动切换的设备，以保证某路正在运用的电源在呈现毛病时能主动切换到别的的正常电源上，保证供电不问断或连续时刻在答应的范围内。该电源切换设备有必要具有反响活络、作业牢靠、功用完全、声光指示等特色。传统的电源切换设备选用模拟信号处理方法的操控器，反响不活络，牢靠性不高，且作业方式固定、单一。也有选用数字信号处理方法的操控器，但这种体系本钱高，对作业环境要求严苛。因而，规划出一种本钱低、牢靠性高、多作业方式、对作业环境没有特殊要求的电源主动切换操控器，具有重要的实践意义。
本文以单片机程序操控为根底构成的电源切换操控器，能够到达实践要求。
1 操控器组成和根本原理
硬件原理方框图如图1所示。
B、C三相电压送人操控器，通过光电耦合，完成强电与弱电的杰出阻隔以及有用转化。光电耦合器将每相电压进行取样，然后送人模数转化器中，模数转化后的成果被单片机读入。单片机依据用户键入的功用指令，对收集到的三相电压与规范设定值进行智能判别，然后宣布相应的分闸、合闸指令（或声光报警指令），通过接口电路，驱动继电器，使电源切换开关作相应的动作。如：某相电压超越（或低于）规则的电压值（简称过压或欠压）时，应有相应的指示及声光报警，以及依据用户设定的作业方式去主动切换电源，切换由继电器带动开关来完成。最终，单片机还应对切换后的开关进行检测，以确认是否正常分闸或正常合闸，构成闭环操控回路，防止开关自身的毛病形成体系不正常作业。
2 电路结构
进行硬件电路设汁时，既要考虑操控功用的完成又要充分利用软件的功用来简化硬件结构，即做到软硬兼施。
2.l 输入电路
输入电路如图2所示。
在图2中，CC1端接常用电源的某一相，CN端接常用电源的中线，BB1端接备用电源的某一相，BN端接备用电源的中线。用光电耦合器IS604作为强电与弱电的阻隔（实践电路中有6个IS604，为缩小电路图的篇幅，这儿只画出常用电源的某一相，其它光电耦合器的相关电路衔接，与之相似），IS604内选用双向发光管，转化效率高，外界电压细微改变，IS604就有相应的输出。R1为统调电阻，使每个光电耦合器在相同输入时，有相同直流输出，以战胜光电耦合器之间的差错，防止形成误判。模数转化器ADC0809性价比极高，其IN0～IN2接入常用电源三相电压的取样值，IN3～IN5接入备用电源三相电压的取样值，在单片机AT89C51的地址线A0、Al、A2的操控下，轮番读入每相取样值的模数转化成果，单片机AT89C51中的程序依据这些瞬时取样值与内设的规范值相比较，做出相应的判别，通过P1口，P2口，P3口进行输出操控及指示。继电器K5的作用是将常用电源或备用电源的某相电压输入变压器_T1降压、整流、稳压后作为操控器的作业电源。
2．2 AT89C51及外围电路
因为单片机的脚位有限，为了扩展单片机的功用脚，选用了8255并行扩展芯片。如图3所示，将8255的PAO～PA5用作作业方式指示（该图中没画出发光二极管，8255可通过限流电阻直接驱动发光二极管），PCO～PC5作备用电源某相过压或欠压指示。考虑到电源切换操控器的作业环境恶劣．因搅扰或其它原因（如待机作业）可能使单片机程序进入死循环或死机，参加看门狗电路MAX813L。单片机程序正常时在规则时刻内由PBO输出喂狗脉冲，不然，MAX813L在1．6s后将单片机复位，单片机复位后依据74LS373锁存的8255tA口的状况，康复本来的作业方式，进入相应的服务程序，这样，程序的运转根本上不受影响。此刻，看门狗将单片机及8255等复位，但741S373在不掉电时，保持复位前的信息。只要整个操控器都掉电，74LS373才不保存原有信息，这样74LS373不影响今后的作业方式设置。这也是没有选用EEPROM而选用74L373保存操控器作业方式的原因。AT89C5l的P2．0～P2.5为常用电源某相电压的过压或欠压指示。P2．6～P2.7能够用作电网发电的发电指令和卸载指令输出。Pl.O～P1．7及P3.O～P3．5用作根本的I／O口，能够通过按键扫描的方法承受新的作业方式指令以及某路电源分闸、合闸指令输出、报警发音输出。
2．3继电器操控电路
继电器操控电路如图4所示。
在图4中，只画出常用电源合闸操控及备用电源合闸操控电路。常用电源合闸操控继电器的线圈KA与备用电源合闸操控继电器的常闭触点K2D串接在一起，这样当P1．1呈现高电平、Pl.3呈现低电平时，继电器线圈K1A通电，其常开触点K1C闭合，常闭触点K1D”断开，接通沟通220V的常用电源闸刀操控线路，一起断开备用电源合闸操控继电器线圈K2A的电源，两个继电器接成互锁的方式，以保证任何时刻只要一路电源被合闸接通，保证供电体系安全运转。该操控器还有分闸操控电路，电路方式与图4相似，但不须接成互锁方式。
3 软件规划
电源切换体系一般有几种作业方式，如：自投自复、自投不自复、只常、只备、发电，它们各有特色。自投自复的首要特色是，当常用电源不正常时，而备用电源正常时就接通备用电源，两路电源都正常时，接通常用电源；自投不自复的首要特色，相似自投自复，但在运用备用电源时假如备用电源正常则不切换到常用电源；只常则不论常用电源是否正常都运用常用电源，但能对常用电源及备用电源进行检测指示；只备相似只常，只运用备用电源；发电则是指备用电源由发电电源构成时，应有发电指令输出以及卸载指令输出。这些作业方式对应的硬件电路根本相同，仅仅软件编程时应有针对性和选择性。别的，为进一步进步程序的安稳性和抗搅扰才能，在程序中还应设软件圈套等抗搅扰办法。由 于8255的复位时刻比单片机长，所以在上电复位后，对8255进行初始化之前，程序中要刺进恰当的延时，使8255能正常作业。主程序流程图如图5所示。软件中的检测子程序、判别子程序的思路，存参考文献［I］中有详细的论述。
4 结语
该电源切换操控器不仅能完成自投自复、只常、只备、自投不自复、发电、主动脱扣检测、断电再扣等作业方式，还能刘操控后的开关状况进行检测，防止开关自身的毛病形成供电不正常。通过1年多的试用，操控器运转安稳，从缩小电路板而积方面考虑，现已预备对其进行硬件晋级。
