專利名稱:一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，包括太陽能供電裝置和脈沖控制器；太陽能供電裝置包括太陽能電池板、蓄電池和控制開關；太陽能供電裝置為脈沖控制器供電；控制開關連接有通訊控制模塊；脈沖控制器包括：脈沖觸發(fā)電路，輸出脈沖觸發(fā)信號；控制電路，控制電路輸出控制信號，在正常工作階段，控制信號為高電平，在上電和斷電階段所述控制信號為低電平；電平轉(zhuǎn)換電路，連接到脈沖觸發(fā)電路和控制電路，電平轉(zhuǎn)換電路接收脈沖觸發(fā)信號和控制信號并進行電平轉(zhuǎn)換，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后的信號輸出給脫扣電路。本實用新型能夠準確、快速輸出控制信號，避免出現(xiàn)錯誤輸出信號；采用太陽能供電，節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及智能控制【技術(shù)領域】，具體是一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]控制與保護開關電器是一種除手動控制外還能夠自動控制、帶或不帶就地人力操作裝置的開關電器，能夠接通、承載和分斷正常條件下包括規(guī)定的運行過載條件下的電流，且能夠接通、在規(guī)定時間內(nèi)承載并分斷規(guī)定的非正常條件下的電流，如短路電流，即控制與保護開關電器集斷路器、接觸器、熱繼電器功能于一體。
[0003]目前，多見的選擇性保護電路工作于系統(tǒng)啟動后，即單片機初始化或電路單元正常工作后。例如，申請?zhí)枮?01010245173.1的中國專利申請揭示了一種具有閉鎖功能的保護電路。此保護電路應用于一電路系統(tǒng)，包括一比較單元與一邏輯門，其中，比較單元依據(jù)一狀態(tài)信號，選擇輸出一用以閉鎖該狀態(tài)信號的預設信號或是一對應于電路系統(tǒng)的電源狀態(tài)的比較信號；邏輯門依據(jù)比較單元的一輸出信號與一對應于電路系統(tǒng)的運作模式的系統(tǒng)判定信號，產(chǎn)生前述狀態(tài)信號；比較單元的輸出信號即前述預設信號或比較信號。該方案中的比較單元和邏輯門都需要依據(jù)系統(tǒng)正常工作后的狀態(tài)信號來判斷是否輸出保護信號，并不能實現(xiàn)諸如電路上電和斷電過程中的選擇性保護目的。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提出一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，能夠準確、快速輸出控制信號，避免出現(xiàn)錯誤輸出信號，引起脫扣器的誤動作，從而造成控制與保護開關電器的誤脫扣；采用太陽能供電，節(jié)能環(huán)保。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，包括太陽能供電裝置和脈沖控制器；
[0007]所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板、蓄電池和控制開關；所述太陽能供電裝置為所述脈沖控制器供電；所述控制開關連接有通訊控制模塊；
[0008]所述脈沖控制器包括:
[0009]脈沖觸發(fā)電路，輸出脈沖觸發(fā)信號；
[0010]控制電路，控制電路輸出控制信號，在正常工作階段，所述控制信號為高電平，在上電和斷電階段所述控制信號為低電平；
[0011]電平轉(zhuǎn)換電路，連接到脈沖觸發(fā)電路和控制電路，電平轉(zhuǎn)換電路接收所述脈沖觸發(fā)信號和控制信號并進行電平轉(zhuǎn)換，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后的信號輸出給脫扣電路。
[0012]進一步地，所述脈沖觸發(fā)電路包括:
[0013]單穩(wěn)態(tài)芯片，單穩(wěn)態(tài)芯片接收輸入信號并產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號，脈沖觸發(fā)信號傳輸?shù)诫娖睫D(zhuǎn)換電路；
[0014]延時電路，延時電路連接到單穩(wěn)態(tài)芯片，延時電路控制脈沖觸發(fā)信號的寬度。
[0015]進一步地，所述控制電路包括微處理器，微處理器輸出控制信號至電平轉(zhuǎn)換電路。
[0016]進一步地，輸入信號經(jīng)第一電阻傳輸?shù)絾畏€(wěn)態(tài)芯片，單穩(wěn)態(tài)芯片產(chǎn)生脈沖輸出，脈沖輸出經(jīng)第三電阻產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號；第二電阻和第二電容組成延時電路，延時電路確定脈沖觸發(fā)信號的寬度。
[0017]進一步地，所述電平轉(zhuǎn)換電路包括:
[0018]第一三極管，第一三極管的發(fā)射極接地，集電極連接到脈沖觸發(fā)電路，基極通過第七電阻連接到第二三極管的集電極；
[0019]第二三極管，第二三極管的基極通過第四電阻連接到控制電路；
[0020]下拉電阻，下拉電阻的一端連接到控制電路，另一端連接第二三極管的發(fā)射極并接地；
[0021]上拉電阻，上拉電阻的一端連接到高電平，另一端連接第二三極管的集電極；
[0022]第一三極管的集電極為電平轉(zhuǎn)換電路的輸出。
[0023]進一步地，在上電或斷電階段，控制信號為由于下拉電阻而處于低電平；第二三極管的基極為低電平，第二三極管不導通，第二三極管的集電極由于上拉電阻而處于高電平；第一三極管的基極為高電平，作為高電平的脈沖觸發(fā)信號使第一三極管導通，第一三極管的發(fā)射極接地，將第一三極管的集電極拉低至低電平，電平轉(zhuǎn)換電路始終輸出低電平；
[0024]在正常工作階段，控制信號為高電平，第二三極管的基極為高電平，第二三極管導通，第二三極管的發(fā)射極接地使得第二三極管的集電極被拉低至低電平，第一三極管的基極為低電平，第一三極管不導通，第一三極管的集電極對脈沖觸發(fā)信號無影響，電平轉(zhuǎn)換電路輸出為高電平的脈沖觸發(fā)信號。
[0025]本實用新型的有益效果為:
[0026](I)環(huán)保節(jié)能。以太陽能為能源，清潔無污染。
[0027](2)高度智能化。在保證快速判定短路信號的基礎上，從根本上避免了在供電電源快速變化過程中時，不會錯誤輸出信號，引起脫扣器的誤動作，造成控制與保護開關電器的誤脫扣。
[0028](3)具有可靠性高、成本低、體積小的特點。

【附圖說明】

[0029]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1是本實用新型的總體結(jié)構(gòu)框圖；
[0031]圖2是本實用新型的脈沖控制器的電路結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0032]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0033]參照圖1，本實施例的一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，包括太陽能供電裝置和脈沖控制器。
[0034]其中，太陽能供電裝置包括太陽能電池板、蓄電池和控制開關；太陽能供電裝置為脈沖控制器供電，清潔無污染?？刂崎_關連接有通訊控制模塊，通訊控制模塊可與智能手機或者PC機通訊，遠程操作控制開關的通斷，實現(xiàn)對脈沖控制器的遠程開關操作。
[0035]如圖2所示，脈沖控制器包括:脈沖觸發(fā)電路、控制電路和電平轉(zhuǎn)換電路。脈沖觸發(fā)電路輸出脈沖觸發(fā)信號?？刂齐娐份敵隹刂菩盘?，在正常工作階段，控制信號為高電平，在上電和斷電階段控制信號為低電平。電平轉(zhuǎn)換電路連接到脈沖觸發(fā)電路和控制電路，電平轉(zhuǎn)換電路接收脈沖觸發(fā)信號和控制信號并進行電平轉(zhuǎn)換，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后的信號輸出給脫扣電路。
[0036]脈沖觸發(fā)電路包括單穩(wěn)態(tài)芯片Ul和延時電路。單穩(wěn)態(tài)芯片Ul接收輸入信號并產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號，脈沖觸發(fā)信號傳輸?shù)诫娖睫D(zhuǎn)換電路。延時電路連接到單穩(wěn)態(tài)芯片U1，延時電路控制脈沖觸發(fā)信號的寬度?？刂齐娐钒ㄎ⑻幚砥鱉1，微處理器Ml輸出控制信號至電平轉(zhuǎn)換電路。輸入信號Input經(jīng)第一電阻Rl傳輸?shù)絾畏€(wěn)態(tài)芯片Ul，單穩(wěn)態(tài)芯片Ul產(chǎn)生脈沖輸出，脈沖輸出經(jīng)第三電阻R3產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號。第二電阻R2和第二電容C2組成延時電路，延時電路確定脈沖觸發(fā)信號的寬度。電平轉(zhuǎn)換電路包括第一三極管Q1、第二三極管Q2、下拉電阻R5、上拉電阻R6。第一三極管Ql的發(fā)射極e接地，集電極c連接到脈沖觸發(fā)電路，基極b通過第七電阻R7連接到第二三極管Q2的集電極C。第二三極管Q2的基極b通過第四電阻R4連接到控制電路。下拉電阻R5的一端連接到控制電路，另一端連接第二三極管Q2的發(fā)射極e并接地。上拉電阻R6的一端連接到高電平Vcc，另一端連接第二三極管Q2的集電極C。第一三極管Ql的集電極c為電平轉(zhuǎn)換電路的輸出。
[0037]本實施例的工作原理如下:在上電或斷電階段，控制信號為由于下拉電阻R5而處于低電平；第二三極管Q2的基極b為低電平，第二三極管Q2不導通，第二三極管Q2的集電極c由于上拉電阻R6而處于高電平；第一三極管Ql的基極b為高電平，作為高電平的脈沖觸發(fā)信號使第一三極管Ql導通，第一三極管Ql的發(fā)射極e接地，將第一三極管Ql的集電極c拉低至低電平，電平轉(zhuǎn)換電路始終輸出低電平。在正常工作階段，控制信號為高電平，第二三極管Q2的基極b為高電平，第二三極管Q2導通，第二三極管的Q2發(fā)射極e接地使得第二三極管Q2的集電極c被拉低至低電平，第一三極管Ql的基極b為低電平，第一三極管Ql不導通，第一三極管Ql的集電極c對脈沖觸發(fā)信號無影響，電平轉(zhuǎn)換電路輸出為高電平的脈沖觸發(fā)信號。
[0038]如圖2所示，脈沖觸發(fā)電路包括單穩(wěn)態(tài)芯片Ul、NPN型三極管Ql和Q2、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7、電容Cl和C2以及微處理器Ml和晶振Yl。電阻Rl的I號腳接輸入信號Input，2號腳接單穩(wěn)態(tài)芯片的I號腳；單穩(wěn)態(tài)芯片的2、3號腳接供電電源VCC，8號腳接供電電源地GND，13號腳接電阻R3的I號腳，14號腳和15號腳分別接電容C2的2號腳和I號腳，15號腳和16號腳分別接電阻R2的2號腳和I號腳；電阻R2的I號腳接VCC ；電容C2的2號腳接GND ；電容Cl的I號腳接VCC，2號腳接GN D ；電阻R3的2號腳接輸出信號Output ;微處理器Ml的2、3號腳分別接晶振Yl的2、I號腳，微處理器Ml的OUT端輸出控制信號TripEnable JripEnable接電阻R4的I號腳，R4的2號腳接三極管Q2的基極b，三極管Q2的發(fā)射極e接GND ；電阻R5的2號腳接GND，I號腳接電阻R4的I號腳；三極管Q2的集電極c接電阻R6的2號腳，電阻R6的I號腳接VCC ;電阻R7的I號腳接三極管Q2的集電極C，2號腳接三極管Ql的基極b，三極管Ql的發(fā)射極e接GND，集電極c接輸出信號 Output。
[0039]前級電路輸入信號Input經(jīng)電阻Rl傳輸?shù)絾畏€(wěn)態(tài)芯片Ul，單穩(wěn)態(tài)芯片Ul產(chǎn)生脈沖輸出，經(jīng)電阻R3產(chǎn)生脈沖信號Output，傳輸?shù)胶蠹壝摽垭娐罚?qū)動脫扣器動作，脈沖信號Output的寬度由R2和C2組成的延時電路決定。若輸入信號Input為前級電路產(chǎn)生的短路脫扣信號，則輸出信號Output能夠正確、快速驅(qū)動脫扣器動作。
[0040]微處理器Ml輸出控制信號TripEnable，TripEnable通過電阻、NPN型三極管等元器件與輸出信號Output相連。
[0041]當電路單元處于上電或斷電過程中時，微處理器Ml處于非工作狀態(tài)，無法控制TripEnable信號，此時TripEnable信號由于接入下拉電阻R5而處于低電平狀態(tài)，則三極管Q2基極b為低電平，Q2不導通，Q2集電極c由于接入上拉電阻R6而處于相對高電平狀態(tài)，則三極管Ql基極b為相對高電平；此時，若發(fā)生上電或斷電過程中單穩(wěn)態(tài)芯片的脈沖信號誤觸發(fā)，則輸出信號Output為相對高電平，則三極管Ql導通，由于Ql發(fā)射極e接地，Ql集電極c被拉低到接近于地，即輸出信號Output被拉低到地，從而避免了誤觸發(fā)的脈沖信號傳輸?shù)胶蠹壝摽垭娐罚鹈摽燮鞯恼`動作。注意到，微處理器控制控制與保護電器主回路的正常通斷，由于此時微處理器處于非工作狀態(tài)，則控制與保護開關電器處于斷開狀態(tài)，即理論上不會在此非工作狀態(tài)過程中發(fā)生短路故障，從而禁止觸發(fā)信號的輸出在理論上可行。
[0042]當電路單元處于正常工作過程中時，微處理器Ml處于正常工作狀態(tài)，其輸出TripEnable控制信號為高電平，則三極管Q2基極b為高電平，Q2導通，由于Q2發(fā)射極e接地，則Q2集電極c被拉低到接近于地，則三極管Ql基極b為低電平，Ql不導通，則輸出信號Output不會通過三極管集電極c被拉低到地，輸出信號Output能夠正常傳輸?shù)胶蠹壝摽垭娐?。若此時發(fā)生短路故障，則Input型號為前級電路產(chǎn)生的短路脫扣信號，其能夠通過單穩(wěn)態(tài)芯片Ul正常輸出脈沖信號Output，從而驅(qū)動后級脫扣器動作，使控制與保護開關電器正常分斷。
[0043]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽能供電裝置和脈沖控制器; 所述太陽能供電裝置包括太陽能電池板、蓄電池和控制開關；所述太陽能供電裝置為所述脈沖控制器供電；所述控制開關連接有通訊控制模塊； 所述脈沖控制器包括: 脈沖觸發(fā)電路，輸出脈沖觸發(fā)信號； 控制電路，控制電路輸出控制信號，在正常工作階段，所述控制信號為高電平，在上電和斷電階段所述控制信號為低電平； 電平轉(zhuǎn)換電路，連接到脈沖觸發(fā)電路和控制電路，電平轉(zhuǎn)換電路接收所述脈沖觸發(fā)信號和控制信號并進行電平轉(zhuǎn)換，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后的信號輸出給脫扣電路。2.如權(quán)利要求1所述的一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖觸發(fā)電路包括: 單穩(wěn)態(tài)芯片，單穩(wěn)態(tài)芯片接收輸入信號并產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號，脈沖觸發(fā)信號傳輸?shù)诫娖睫D(zhuǎn)換電路； 延時電路，延時電路連接到單穩(wěn)態(tài)芯片，延時電路控制脈沖觸發(fā)信號的寬度。3.如權(quán)利要求2所述的一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路包括微處理器，微處理器輸出控制信號至電平轉(zhuǎn)換電路。4.如權(quán)利要求3所述的一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，其特征在于，輸入信號經(jīng)第一電阻傳輸?shù)絾畏€(wěn)態(tài)芯片，單穩(wěn)態(tài)芯片產(chǎn)生脈沖輸出，脈沖輸出經(jīng)第三電阻產(chǎn)生脈沖觸發(fā)信號；第二電阻和第二電容組成延時電路，延時電路確定脈沖觸發(fā)信號的寬度。5.如權(quán)利要求3所述的一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換電路包括: 第一三極管，第一三極管的發(fā)射極接地，集電極連接到脈沖觸發(fā)電路，基極通過第七電阻連接到第二三極管的集電極； 第二三極管，第二三極管的基極通過第四電阻連接到控制電路； 下拉電阻，下拉電阻的一端連接到控制電路，另一端連接第二三極管的發(fā)射極并接地； 上拉電阻，上拉電阻的一端連接到高電平，另一端連接第二三極管的集電極； 第一三極管的集電極為電平轉(zhuǎn)換電路的輸出。6.如權(quán)利要求5所述的一種脈沖式太陽能智能控制系統(tǒng)，其特征在于， 在上電或斷電階段，控制信號為由于下拉電阻而處于低電平；第二三極管的基極為低電平，第二三極管不導通，第二三極管的集電極由于上拉電阻而處于高電平；第一三極管的基極為高電平，作為高電平的脈沖觸發(fā)信號使第一三極管導通，第一三極管的發(fā)射極接地，將第一三極管的集電極拉低至低電平，電平轉(zhuǎn)換電路始終輸出低電平； 在正常工作階段，控制信號為高電平，第二三極管的基極為高電平，第二三極管導通，第二三極管的發(fā)射極接地使得第二三極管的集電極被拉低至低電平，第一三極管的基極為低電平，第一三極管不導通，第一三極管的集電極對脈沖觸發(fā)信號無影響，電平轉(zhuǎn)換電路輸出為高電平的脈沖觸發(fā)信號。
【文檔編號】H02H3-08GK204290264SQ201420650427
【發(fā)明者】馬振國 [申請人]天津嘉國陽新能源科技發(fā)展有限公司