CN111009875A - 一种安全电源控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安全电源控制系统，包括大功率整流模块、隔离变压器、第一DC/AC转换模块、第二DC/AC转换模块和短路无电弧控制电路，所述220V交流市电一方面经过隔离变压器隔离后输出到短路无电弧控制电路，另一方面通过大功率整流模块后在输出到第一DC/AC转换模块的同时，通过转换开关输出到第二DC/AC转换模块。本系统能检测到当线路老化、负载过载、负载短路等异常情况，当系统检测到上述危险信号时候，会在最快的速度将电源断开，使得短路及过载处无明显电弧及明显火花，当故障未排除，本系统无法启动，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统，具体是一种安全电源控制系统。
背景技术
电，带给我们很多好处，晚上，电给了我们光明，夏天电给了我们空调的清凉、冬天电给两位我们空调的温暖，有了电，工厂才能运转，有了电，我们出行才顺畅，电还与我们的生命有关系，有了电，病人抢救才快速与安全，电带动了社会的快速发展。
电线绝缘需具有一定耐受电压的能力，如果电线电流超过载流量，电线发热将加剧，其绝缘能力随之迅速降低，绝缘加速老化，最后导致绝缘能力丧失，被电压击穿，使金属线芯直接接触或通过电弧而导通，这称之为短路。电线短路时产生异常高温或电弧电火花，引起近旁可燃物质起火，这就是常说的电气火灾。
触电漏电保护，男性的工频摆脱电流为9mA，女性是6mA；
触电后能自行摆脱的电流值，称为摆脱电流。当18～22mA(摆脱电流的上限)的工频电流通过人体的胸部时，所引起的肌肉反应将使触电者在通电时间内停止呼吸，有些会使触电者中枢神经暂时麻痹。然而，一旦切断电流，呼吸即可恢复，而且不会因短暂的呼吸停止而造成不良后果。
国家漏电保护器的动作电流是30mA，动作时间是0.1秒。很多案例中触电死亡后，漏电保护器依旧没有动作，原因是死亡者穿着鞋或者脚没有与大地接触。这样即使触电，没有达到30mA，漏电器依旧不会动作。
历届线路老化短路，过载短路，引发可燃物着火，漏电保护器空气开关依旧无法断开，假如，s63Ade漏电开关，国标6平方的线超过50米端丽电线发热着火，开关一般不会跳闸，因为着火都达不到63A以上电流。漏电开关超负荷是发热变形才脱扣，瞬时达不到热度是不会跳闸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全电源控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种安全电源控制系统，包括大功率整流模块、隔离变压器、第一DC/AC转换模块、第二DC/AC转换模块和短路无电弧控制电路，所述220V交流市电一方面经过隔离变压器隔离后输出到短路无电弧控制电路，另一方面通过大功率整流模块后在输出到第一DC/AC 转换模块的同时，通过转换开关输出到第二DC/AC转换模块，所述第一DC/AC转换模块的输出端和第二DC/AC转换模块的输出端均连接到正弦波升压及稳压电路，所述第一DC/AC 转换模块输出端还连接到过流欠压过压检测模块，正弦波升压及稳压电路输出端连接到短路无电弧控制电路，短路无电弧控制电路的输出端连接到物联网配电分支柜，物联网配电分支柜用于控制转换开关的开关，所述转换开关用于控制大功率整流模块与第二DC/AC转换模块之间是否导通。
作为本发明再进一步的优选方案，所述大功率整流模块用于将220V交流市电转换为 48V直流电。
作为本发明再进一步的优选方案，所述第一DC/AC转换模块用于将48V直流电转换为 220V交流电。
作为本发明再进一步的优选方案，所述第二DC/AC转换模块用于将48V直流电转换为 380V交流电。
作为本发明再进一步的优选方案，所述物联网配电分支柜还能够将转换开关的开关状态通过软件反馈到安全电源云平台。
作为本发明再进一步的优选方案，所述短路无电弧控制电路包括继电器KA、电容C1、电阻R1，所述继电器KA的常开触点一端分别连接电容C1、继电器KA的常闭触点和220V交流市电一端，继电器KA的常开触点另一端连接负载Rfz，负载Rfz另一端分别连接220V 交流市电另一端、发光二极管VL负极、电阻R2、继电器KA线圈和二极管VD3正极，二极管VD3负极分别连接继电器KA线圈另一端、二极管VD2负极、电阻R3和电容C2，电容 C2另一端分别连接电阻R3另一端和二极管VD1负极，二极管VD1正极连接电容C1另一端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本系统能检测到当线路老化、负载过载、负载短路等异常情况，当系统检测到上述危险信号时候，会在最快的速度将电源断开，使得短路及过载处无明显电弧及明显火花，当故障未排除，本系统无法启动，安全性高。
附图说明
图1为本发明系统的原理框图。
图2为本发明中短路无电弧控制电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种安全电源控制系统，包括大功率整流模块、隔离变压器、第一DC/AC转换模块、第二DC/AC转换模块和短路无电弧控制电路，所述220V 交流市电一方面经过隔离变压器隔离后输出到短路无电弧控制电路，另一方面通过大功率整流模块后在输出到第一DC/AC转换模块的同时，通过转换开关输出到第二DC/AC转换模块，所述第一DC/AC转换模块的输出端和第二DC/AC转换模块的输出端均连接到正弦波升压及稳压电路，所述第一DC/AC转换模块输出端还连接到过流欠压过压检测模块，正弦波升压及稳压电路输出端连接到短路无电弧控制电路，短路无电弧控制电路的输出端连接到物联网配电分支柜，物联网配电分支柜用于控制转换开关的开关，所述转换开关用于控制大功率整流模块与第二DC/AC转换模块之间是否导通。
请参阅图2，本发明中所述短路无电弧控制电路包括继电器KA、电容C1、电阻R1，所述继电器KA的常开触点一端分别连接电容C1、继电器KA的常闭触点和220V交流市电一端，继电器KA的常开触点另一端连接负载Rfz，负载Rfz另一端分别连接220V交流市电另一端、发光二极管VL负极、电阻R2、继电器KA线圈和二极管VD3正极，二极管VD3 负极分别连接继电器KA线圈另一端、二极管VD2负极、电阻R3和电容C2，电容C2另一端分别连接电阻R3另一端和二极管VD1负极，二极管VD1正极连接电容C1另一端。
所述大功率整流模块用于将220V交流市电转换为48V直流电。
所述第一DC/AC转换模块用于将48V直流电转换为220V交流电。
所述第二DC/AC转换模块用于将48V直流电转换为380V交流电。
所述物联网配电分支柜还能够将转换开关的开关状态通过软件反馈到安全电源云平台。
本发明系统在应用时，通过过流欠压过压检测模块检测第一DC/AC转换模块输出端的电压情况，若出现线路老化、负载过载、负载短路等异常情况，则过流欠压过压检测模块检测到的第一DC/AC转换模块输出端电压会有异常表现，此异常表现被反馈到第一DC/AC转换模块，然后第一DC/AC转换模块通过正弦波升压及稳压电路使短路无电弧控制电路中的继电器KA启动，切断负载Rfz的220V供电。
进一步的，本发明系统在应用时，过流欠压过压检测模块提供风扇温控、过热保护、输出过压过流短路等保护功能,使得输出后负载过载及线路老化、线路短路后不会出现明显电弧及明显火花，不会造成火灾发生。
物联网配电分支柜内部的电流检测及联动控制系统设计为L1、L2、L3三相电流互感检测，设定上限电流，当输出端短路、输出端负载过载，电流互感器检测到故障电流，超过上限电流，继电器动作，接通三相固态继电器直流电源，固态继电器输出端常闭变常开，智能空开系统内部也能接收到过流信息，关闭KA或者其他支路智能空开。由于采用的是双保护断开电路，断开时间在毫秒级，故障发生处无电弧及电火花。
故障不解除，固态继电器及智能空开无法复位，电源无法输出。支路出现故障，不影响其他支路工作。
本系统物联网配电分支柜设计有LoRa智能空开系统，二次对负载短路、负载过载、线路老化漏电保护，并将上述信息接入APP及云端预警及控制。
系统的第一DC/AC转换模块和第二DC/AC转换模块采用的是超级逆变电路，输出的线路如果误碰触，不会有触电感觉，回路全部误碰触保护端可以设计为2mA左右，能在0.001秒内断电。触电信息可以上传到APP与云端。
系统出现故障时，220V旁路电路自动接通，旁路电路设计为隔离变压器，也可以将隔离变压器设计安装在物联网配电分支柜内，隔离后的电压经过正弦波处理，输送到短路无电弧电路中。隔离变压出来的电源输出端单相不触电，输出的线路如果误碰触，不会有触电感觉，回路全部误碰触保护端可以设计为2mA左右，能在0.001秒内断电。
综上所述，本系统能检测到当线路老化、负载过载、负载短路等异常情况，当系统检测到上述危险信号时候，会在最快的速度将电源断开，使得短路及过载处无明显电弧及明显火花，当故障未排除，本系统无法启动，安全性高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种安全电源控制系统，其特征在于，包括大功率整流模块、隔离变压器、第一DC/AC转换模块、第二DC/AC转换模块和短路无电弧控制电路，所述220V交流市电一方面经过隔离变压器隔离后输出到短路无电弧控制电路，另一方面通过大功率整流模块后在输出到第一DC/AC转换模块的同时，通过转换开关输出到第二DC/AC转换模块，所述第一DC/AC转换模块的输出端和第二DC/AC转换模块的输出端均连接到正弦波升压及稳压电路，所述第一DC/AC转换模块输出端还连接到过流欠压过压检测模块，正弦波升压及稳压电路输出端连接到短路无电弧控制电路，短路无电弧控制电路的输出端连接到物联网配电分支柜，物联网配电分支柜用于控制转换开关的开关，所述转换开关用于控制大功率整流模块与第二DC/AC转换模块之间是否导通。
2.根据权利要求1所述的安全电源控制系统，其特征在于，所述大功率整流模块用于将220V交流市电转换为48V直流电。
3.根据权利要求2所述的安全电源控制系统，其特征在于，所述第一DC/AC转换模块用于将48V直流电转换为220V交流电。
4.根据权利要求3所述的安全电源控制系统，其特征在于，所述第二DC/AC转换模块用于将48V直流电转换为380V交流电。
5.根据权利要求4所述的安全电源控制系统，其特征在于，所述物联网配电分支柜还能够将转换开关的开关状态通过软件反馈到安全电源云平台。
6.根据权利要求1所述的安全电源控制系统，其特征在于，所述短路无电弧控制电路包括继电器KA、电容C1、电阻R1，所述继电器KA的常开触点一端分别连接电容C1、继电器KA的常闭触点和220V交流市电一端，继电器KA的常开触点另一端连接负载Rfz，负载Rfz另一端分别连接220V交流市电另一端、发光二极管VL负极、电阻R2、继电器KA线圈和二极管VD3正极，二极管VD3负极分别连接继电器KA线圈另一端、二极管VD2负极、电阻R3和电容C2，电容C2另一端分别连接电阻R3另一端和二极管VD1负极，二极管VD1正极连接电容C1另一端。
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