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CN203086149U - 一种基于ATmega128单片机的复合开关 - Google Patents

一种基于ATmega128单片机的复合开关 Download PDF

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CN203086149U
CN203086149U CN201320103295.6U CN201320103295U CN203086149U CN 203086149 U CN203086149 U CN 203086149U CN 201320103295 U CN201320103295 U CN 201320103295U CN 203086149 U CN203086149 U CN 203086149U
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CN
China
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chip microcomputer
atmega128 single
magnetic latching
unit
latching relay
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Application number
CN201320103295.6U
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Inventor
张晓光
赵志强
刘玉龙
王伟
车福来
韩贵胜
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Baoding Tianwei Group Co Ltd
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Baoding Tianwei Group Co Ltd
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E40/30—Reactive power compensation

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Abstract

本实用新型涉及一种基于ATmega128单片机的复合开关，属于无功补偿应用技术领域。技术方案是：投切信号输入单元（2）连接ATmega128单片机，ATmega128单片机（1）的输出分别连接放大驱动单元（3）和脉冲产生及放大单元（5），放大驱动单元的输出连接磁保持继电器（4），脉冲产生及放大单元的输出通过隔离驱动触发单元（6）连接可控硅（7），可控硅与磁保持继电器并联构成主回路开关。本实用新型的有益效果是：以可控硅与磁保持继电器并联为主回路开关，电容投或切通过可控硅和继电器配合工作，可控硅在电压过零时导通。投合后电流由磁保持继电器单独承担，具有功耗低、浪涌小、抗谐波强、响应速度快等优点，并且具有故障自诊断、恢复和状态指示功能。

Description

一种基于ATmega128单片机的复合开关
技术领域
本实用新型涉及一种基于ATmega128单片机的复合开关，属于无功补偿应用技术领域。
背景技术
随着现代工业的发展，在工业现场出现大量的冲击性负荷，这些负荷的存在会引起电网电压的闪变、网损增加、功率因数降低等问题，如不采取有效措施，不仅不能保证电力系统安全、经济地运行，还会影响到电气设备的正常工作，严重时会造成设备的损坏。无功补偿是解决这一问题的有效措施。背景技术无功补偿中电力电容器的投切开关常用的三种方式：(1)普通接触器，用这种方式最大缺点是浪涌电流大，还有其它危害，如：在接触器触点处产生火花，烧毁接触器；缩短了电容器的使用寿命；对电网的巨大冲击而产生干扰，可能使其它电子设备无法正常工作等。(2)带预投电阻的专用接触器，这类接触器整体体积较大，事实上，在工作时也没有真正解决浪涌电流问题，同样易被烧毁。另外，电阻发热而损坏的现象也时有发生。(3)纯可控硅固态继电器，这种方式可以实现过零投切，是电容投切比较理想的器件。但它也存在着这样的缺陷：可控硅会受电网谐波干扰，影响电容器的正常投切；导通功耗较大，长期运行会因温升影响其正常工作。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种基于ATmega128单片机的复合开关，采用可控硅与继电器并联工作的方法实现电容器的投切，既有可控硅过零投切的优点，又有继电器闭合时无功耗的优点，而且易实现小型化和便于远程集中控制，解决背景技术中存在的上述问题。
本实用新型的技术方案是：一种基于ATmega128单片机的复合开关，包含ATmega128单片机、投切信号输入单元、放大驱动单元、磁保持继电器、脉冲产生及放大单元、隔离驱动触发单元和可控硅，投切信号输入单元连接ATmega128单片机，ATmega128单片机的输出分别连接放大驱动单元和脉冲产生及放大单元，放大驱动单元的输出连接磁保持继电器，脉冲产生及放大单元的输出通过隔离驱动触发单元连接可控硅，可控硅与磁保持继电器并联构成主回路开关。
本实用新型还设有低压掉电缺项监测单元、过零检测单元和故障及运行指示单元，分别与ATmega128单片机连接。
当ATmega128单片机接收到投切信号输入单元的投合信号时，通过过零检测单元的触点电压过零检测，由ATmega128单片机控制脉冲产生及放大单元产生脉冲，并经隔离驱动触发单元的隔离放大后，再过零点触发可控硅导通；然后，通过智能判断让磁保持继电器闭合，实现电容器的正确投合；在电容投合后，大部分电流流经磁保持继电器触点，实现零功耗。当ATmega128单片机接收到投切信号输入单元的投合信号撤消时，先发出触发脉冲，导通可控硅，再断开继电器，然后停止脉冲的发出，使可控硅电流过零时自动切断。
本实用新型的有益效果是：以可控硅与磁保持继电器并联为主回路开关，电容投或切通过可控硅和继电器配合工作，可控硅在电压过零时导通。投合后电流由磁保持继电器单独承担，具有功耗低、浪涌小、抗谐波强、响应速度快等优点，并且具有故障自诊断、恢复和状态指示功能。本实用新型既有可控硅过零投切的优点，又有继电器闭合时无功耗的优点，而且易实现小型化和便于远程集中控制。 
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图中：ATmega128单片机1、投切信号输入单元2、放大驱动单元3、磁保持继电器4、脉冲产生及放大单元5、隔离驱动触发单元6、可控硅7、低压掉电缺项监测单元8、过零检测单元9、故障及运行指示单元10；
图2为本实用新型实施例的主回路开关电路示意图；
图中：光电耦合器IC3、电力电容器C、磁保持继电器开关触头S1、隔离脉冲变压器T1、可控硅7、磁保持继电器4。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步说明。
参照附图1，一种基于ATmega128单片机的复合开关，包含ATmega128单片机1、投切信号输入单元2、放大驱动单元3、磁保持继电器4、脉冲产生及放大单元5、隔离驱动触发单元6和可控硅7，投切信号输入单元连接ATmega128单片机，ATmega128单片机的输出分别连接放大驱动单元和脉冲产生及放大单元，放大驱动单元的输出连接磁保持继电器，脉冲产生及放大单元的输出通过隔离驱动触发单元连接可控硅，可控硅与磁保持继电器并联构成主回路开关。
本实用新型还设有低压掉电缺项监测单元8、过零检测单元9和故障及运行指示单元10，分别与ATmega128单片机连接。
当ATmega128单片机接收到投切信号输入单元的投合信号时，通过过零检测单元的触点电压过零检测，由ATmega128单片机控制脉冲产生及放大单元产生脉冲，并经隔离驱动触发单元的隔离放大后，再过零点触发可控硅导通；然后，通过智能判断让磁保持继电器闭合，实现电容器的正确投合；在电容投合后，大部分电流流经磁保持继电器触点，实现零功耗。当ATmega128单片机接收到投切信号输入单元的投合信号撤消时，先发出触发脉冲，导通可控硅，再断开继电器，然后停止脉冲的发出，使可控硅电流过零时自动切断。
参照附图2，主回路开关电路主要由下列器件组成：C为电力电容器，Ro和Co组成吸收回路，可有效保护可控硅7(SCR)，S1为磁保持继电器开关触头，T1为隔离脉冲变压器。当脉冲通过T1触发可控硅(SCR)时，可控硅导通，脉冲停止后可控硅过零时截至导通。
主电路状态检测和过零检测：IC3光电耦合器实现电路的状态检测和电压过零检测：当相线L和零线N之间有电压时，IC3输出为50Hz脉冲；若没有电压则输出为高电平。CPU根据IC3输出的不同实现对电路的状态检测和电压过零的检测。
工作过程：
1、投合；电路接收到功率因素控制仪的控制信号，ATmega128后单片机首先在可控硅电压过零时刻发出脉冲信号，使可控硅导通，将电力电容器平稳可靠地接入电网，并维持导通状态；紧接着ATmega128单片机发出磁保持继电器的控制信号，使其导通，此时，由于触点接触电阻极小，一般在2mlI以下，主回路电流大部分由可控硅向磁保持继电器触点分流，使其同可控硅电子开关处于并联工作的状态；再撤去可控硅触发信号，电流全部由磁保持继电器独立承担，电路处于稳定工作状态。
2、切除：ATmega128单片机收到退切电容信号后，首先发出可控硅触发脉冲，一部分电流由磁保持继电器触点分流经过可控硅，使可控硅同磁保持继电器处于并联工作的状态；接着断开磁保持继电器，此时电力电容器与电网的连通电流短时内由可控硅独立承担；再切除可控硅的触发信号，使可控硅在电流过零时自然关断。

Claims (2)

1.一种基于ATmega128单片机的复合开关，其特征在于：包含ATmega128单片机（1）、投切信号输入单元（2）、放大驱动单元（3）、磁保持继电器（4）、脉冲产生及放大单元（5）、隔离驱动触发单元（6）和可控硅（7），投切信号输入单元连接ATmega128单片机，ATmega128单片机的输出分别连接放大驱动单元和脉冲产生及放大单元，放大驱动单元的输出连接磁保持继电器，脉冲产生及放大单元的输出通过隔离驱动触发单元连接可控硅，可控硅与磁保持继电器并联构成主回路开关。
2.根据权利要求1所述的一种基于ATmega128单片机的复合开关，其特征在于：还设有低压掉电缺项监测单元（8）、过零检测单元（9）和故障及运行指示单元（10），分别与ATmega128单片机连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106655493A (zh) * 2016-11-08 2017-05-10 苏州爱康能源工程技术股份有限公司 远方电量隔离驱动装置

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CN106655493A (zh) * 2016-11-08 2017-05-10 苏州爱康能源工程技术股份有限公司 远方电量隔离驱动装置
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