專利名稱:一種可定時的空氣開關的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及空氣開關,是一種可定時的空氣開關,更具體地說,是一種在60A及以 下的民用照明支干線中所使用的空氣開關,能夠廣泛用于商場、學校實驗室和行政機關辦 公室等場所的進線開關或照明支路開關。
背景技術:
空氣開關也稱為低壓斷路器,是低壓線路中常用的具有齊備保護功能的控制電 器。當電路發(fā)生嚴重過載、短路以及失壓等故障時能自動切斷電路,在正常條件下,也可用 于不頻繁地接通和斷開電路。傳統(tǒng)的空氣開關通常包括三個部分1由觸頭和滅弧系統(tǒng)構成的執(zhí)行部分;2由各 種脫扣器構成的故障檢測部分;3操作機構與自由脫扣機構。開關的主觸頭依靠操作機構 手動或電動合閘,主觸頭閉合后,自由脫扣機構將主觸頭鎖在合閘位置上。開關的脫扣器有 過流脫扣器、熱脫扣器和欠壓脫扣器等,它們都是電磁鐵。過流脫扣器和熱脫扣器的熱元件 串接于主電路中,而失壓脫扣器的線圈并聯(lián)于主電路中。在主電路正常工作時,過流脫扣器 的銜鐵是釋放的,欠壓脫扣器的銜鐵是吸住的,不影響鎖扣閉鎖。當主電路發(fā)生短路或嚴重 過載時,過流脫扣器線圈中的磁通急劇增加,將銜鐵吸合并使之逆時針旋轉,進而推動自由 脫口機構動作,主觸頭在彈簧的作用下分開并切斷主電路。當主電路過載時,熱脫扣器的熱 元件發(fā)熱將使雙金屬片向上彎曲,進而推動自由脫扣機構動作,同樣,主觸頭在彈簧的作用 下分開并切斷主電路。當主電路發(fā)生失壓或欠壓故障時,欠壓脫扣器線圈中的磁通下降,使 電磁吸力下降或消失,銜鐵在彈簧的作用下向上移動,推動自由脫扣機構動作,使主觸頭在 彈簧的作用下被拉向左方,使主電路分斷。在電路排除過載、短路或欠壓故障后,必須再次 依靠操作機構手動或電動合閘,使主觸頭閉合,主電路才能重新工作。如上所述,在正常條 件下,空氣開關可用于不頻繁地接通和斷開電路,但是在商場、學校實驗室和行政機關辦公 室等應用場合中,經常會發(fā)生下班后忘記切斷供電電源的情況,若有電器長期運行而且無 人看管,則有導致火災等危險情況發(fā)生的可能,存在著安全隱患。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是,提供一種能夠根據作息時間的安排,設定關斷時間,使用方便、 安全可靠的可定時的空氣開關。為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明一種可定時的空氣開關,它包括主觸頭1、自由脫扣機 構2、過流脫扣器3、熱脫扣器4、欠壓脫扣器5和主電路6,其特征是還包括脫扣器7、控制 電路9和直流穩(wěn)壓電源電路10,脫扣器7并聯(lián)于主電路6中,且與控制電路9的微型繼電器 8的輸出端串聯(lián),所述控制電路9的微控制器13、實時時鐘電路12、鍵盤輸入電路16、紅外 遙控接收電路15、顯示電路14和非易失性存儲器11均通過內部數據總線17連接并互相傳 輸數據,主電路6與直流穩(wěn)壓電源電路10的輸入端連接,直流穩(wěn)壓電源電路10的輸入端與 控制電路9連接。
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所述微控制器13是控制電路9的核心部件,微控制器采用型號AT89S52芯片。所述實時時鐘電路12的實時時鐘采用型號DS1302芯片,且通過三線接口與微控 制器13的AT89S52芯片相連并進行同步通信。所述鍵盤輸入電路16通過行線與微控制器13的AT89S52芯片的P2. 3引腳連接, 分別通過列線與AT89S52芯片的P2. 4和P2. 5引腳連接,在行線和列線的每個交叉點上均 設置一個按鍵,其中第一按鍵Sl用于切換模式,第二按鍵S2用于設置參數值。所述紅外接收電路15采用型號IRM-H138/TR2 —體化接收頭接收紅外遙控信號。所述顯示電路14采用型號IXD1602顯示模塊。所述非易失性存儲器11采用型號AT24C02芯片。本發(fā)明一種可定時的空氣開關能夠根據作息時間的安排,設定關斷時間,具有使 用方便、安全可靠等優(yōu)點。特別廣泛適用于商場、學校實驗室和行政機關辦公室等場所,在 60A及以下的民用照明支干線中使用。
圖1是本發(fā)明一種可定時的空氣開關的結構示意圖。圖2是本發(fā)明一種可定時的空氣開關中控制電路的原理圖。圖3是本發(fā)明一種可定時的空氣開關中直流穩(wěn)壓電源的原理圖。圖4是本發(fā)明一種可定時的空氣開關的外形結構示意圖。圖中1開關的主觸頭、2自由脫扣機構、3過流脫扣器、4熱脫扣器、5欠壓脫扣器、 6主電路、7脫扣器、8微型繼電器、9控制電路、10直流穩(wěn)壓電源電路、11非易失性存儲器、 12實時時鐘電路、13微控制器、14顯示電路、15紅外遙控接收電路、16鍵盤輸入電路、17內 部數據總線、18殼體、25變壓器、26三端集成穩(wěn)壓器、27操作手柄、28液晶顯示屏、29模式 按鈕、30上翻按鈕、31紅外遙控接收窗口。
具體實施例方式下面參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。在不背離本發(fā)明的情況下,本發(fā)明可 以在各個不同的方面進行改變,因此附圖和描述本質上是示例性的,而不是限制性的。參照圖1,本發(fā)明一種可定時的空氣開關是在傳統(tǒng)空氣開關所具有的主觸頭1、自 由脫扣機構2、過流脫扣器3、熱脫扣器4、欠壓脫扣器5和主電路6的基礎之上,增加了 1個 脫扣器7、1個控制電路9和1個直流穩(wěn)壓電源電路10。脫扣器7并聯(lián)于主電路中,同時與 微型繼電器8的輸出端串聯(lián)。在未到該分斷主電路6的設定時間,控制電路9向繼電器8 的輸入端輸出低電平,此時繼電器8的輸出端斷開,脫扣器7的線圈中沒有電流流過,因此 其銜鐵是釋放的。一旦到了該分斷主電路6的設定時間,控制電路9向繼電器8的輸入端 輸出高電平,使繼電器8的輸出端閉合,此時脫扣器7的線圈中將會有電流流過,在電磁力 吸引的作用下,銜鐵順時針旋轉并推動推動自由脫扣機構2動作,進而使主觸頭1在彈簧的 作用下被拉向左方,使主電路6分斷??刂齐娐?以微控制器13為核心,此外還包括實時 時鐘電路12、鍵盤輸入電路16、紅外遙控接收電路15、顯示電路14和非易失性存儲器11, 以上各部分通過內部數據總線17互相連接并互相傳輸數據。控制電路9由直流穩(wěn)壓電源 電路10提供電源,直流穩(wěn)壓電源電路10從主電路6上取220V的交流電,然后將其轉換成控制電路9所需要的直流電壓。參照圖2,本發(fā)明一種可定時的空氣開關的控制電路9的微控制器13是控制電路 9的核心部件,其控制參數的設置、保存、顯示及控制指令的生成都需要微控制器13的參 與。本實施例中微控制器13采用型號AT89S52芯片,AT89S52芯片是一種低成本、低功耗、高 性能CMOS 8位微控制器,具有8K字節(jié)的Flash和256字節(jié)的RAM,且支持2種軟件可選擇節(jié) 電模式;實時時鐘電路12為控制電路9提供當前時間,本實施例實時時鐘電路12的實時時 鐘芯片采用型號DS1302芯片,DS1302芯片是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、 帶RAM的實時時鐘電路,可以對年、月、日、時、分和秒進行計時,且具有閏年補償功能,采用 三線接口與微控制器13的AT89S52芯片相連并進行同步通信,提供對后背電源進行涓細電 流充電的能力,在主電源掉電的情況下可自動切換到后備電源,因此能夠為控制電路持續(xù) 提供準確的當前時間;鍵盤輸入電路16用于設置當前時間、分斷主電路6的時間及空氣開 關的定時功能是否可用等參數,本實施例采用1X2矩陣鍵盤電路,其中用1條I/O線作行 線,用2條I/O線作列線,行線接微控制器13的AT89S52芯片的P2. 3引腳,列線接AT89S52 芯片的P2. 4和P2. 5引腳,在行線和列線的每個交叉點上均設置一個按鍵,其中第一按鍵21 為Sl用于切換模式,第二按鍵22為S2用于設置參數值;紅外接收電路15用于設置當前 時間、分斷主電路6的時間及空氣開關的定時功能是否可用等參數,本實施例的紅外接收 電路15采用型號IRM-H138/TR2 —體化接收頭,接收紅外遙控信號,型號IRM-H138/TR2 — 體化接收頭將紅外接收電路15集成在一個元件中,包括紅外光電二極管、放大器、限副器、 帶通濾波器、積分電路和比較器等,其載波頻率為38kHz ;顯示電路14用于顯示當前時間、 分斷供電線路的時間、定時功能是否可用等信息,本實施例顯示電路14采用型號LCD1602 顯示模塊,型號IXD1602顯示模塊是一種圖形點陣液晶屏,可顯示2行16列字符,而且模塊 內帶標準字庫,采用+5V供電,外圍電路配置簡單,價格便宜,具有很高的性價比;非易失性 存儲器11用于存儲分斷主電路6的時間,本實施例的采用的非易失性存儲器11采用型號 AT24C02芯片,型號AT24C02芯片是美國Atmel公司生產的低功耗CMOS型E2PROM,帶I2C總 線接口,容量為256X8位,其特點是無需特殊設備,微控制器13的AT89S52芯片能夠對它 進行讀/寫操作,使用非常方便。參照圖3,本發(fā)明一種可定時的空氣開關的直流穩(wěn)壓電路10為一個經典的直流穩(wěn) 壓電路,首先從主電路上取220V的交流電,然后用變壓器25將220V的交流電轉變?yōu)? 15V的交流電,然后經過整流和濾波后送給三端集成穩(wěn)壓器,最后輸出+5V的直流電壓,本 實施例所采用的三端集成穩(wěn)壓器26型號是7805。參照圖4,本發(fā)明一種可定時的空氣開關 具有殼體18,轉動操作手柄27、液晶顯示屏28、模式按鈕29、上翻按鈕30和紅外遙控接收 窗口 31均置于殼體18的前殼體上。
權利要求
一種可定時的空氣開關,它包括主觸頭(1)、自由脫扣機構(2)、過流脫扣器(3)、熱脫扣器(4)、欠壓脫扣器(5)和主電路(6),其特征是還包括脫扣器(7)、控制電路(9)和直流穩(wěn)壓電源電路(10),脫扣器(7)并聯(lián)于主電路(6)中,且與控制電路(9)的微型繼電器(8)的輸出端串聯(lián),所述控制電路(9)的微控制器(13)、實時時鐘電路(12)、鍵盤輸入電路(16)、紅外遙控接收電路(15)、顯示電路(14)和非易失性存儲器(11)均通過內部數據總線(17)連接并互相傳輸數據,主電路(6)與直流穩(wěn)壓電源電路(10)的輸入端連接,直流穩(wěn)壓電源電路(10)的輸入端與控制電路(9)連接。
2.根據權利要求1的一種可定時的空氣開關,其特征是所述微控制器(13)是控制電 路(9)的核心部件,微控制器采用型號AT89S52芯片。
3.根據權利要求1的一種可定時的空氣開關,其特征是所述實時時鐘電路(12)的實 時時鐘采用型號DS1302芯片,且通過三線接口與微控制器(13)的AT89S52芯片相連并進 行同步通信。
4.根據權利要求1的一種可定時的空氣開關,其特征是所述鍵盤輸入電路(16)通過 行線與微控制器(13)的AT89S52芯片的P2.3引腳連接,分別通過列線與AT89S52芯片的 P2. 4和P2. 5引腳連接,在行線和列線的每個交叉點上均設置一個按鍵,其中第一按鍵Sl用 于切換模式,第二按鍵S2用于設置參數值。
5.根據權利要求1的一種可定時的空氣開關,其特征是所述紅外接收電路(15)采用 型號IRM-H138/TR2 —體化接收頭接收紅外遙控信號。
6.根據權利要求1的一種可定時的空氣開關,其特征是所述顯示電路(14)采用型號 LCD1602顯示模塊。
7.根據權利要求1的一種可定時的空氣開關,其特征是所述非易失性存儲器(11)采 用型號AT24C02芯片。
全文摘要
本發(fā)明是一種可定時的空氣開關,它包括主觸頭、自由脫扣機構、過流脫扣器、熱脫扣器、欠壓脫扣器和主電路,其特點是還包括脫扣器、控制電路和直流穩(wěn)壓電源電路,脫扣器并聯(lián)于主電路中,且與控制電路的微型繼電器的輸出端串聯(lián),控制電路的微控制器、實時時鐘電路、鍵盤輸入電路、紅外遙控接收電路、顯示電路和非易失性存儲器均通過內部數據總線連接并互相傳輸數據,主電路與直流穩(wěn)壓電源電路的輸入端連接,直流穩(wěn)壓電源電路的輸入端與控制電路連接。能夠根據作息時間的安排,設定關斷時間,具有使用方便、安全可靠等優(yōu)點。特別廣泛適用于商場、學校實驗室和行政機關辦公室等場所,在60A及以下的民用照明支干線中使用。
文檔編號G05B19/04GK101923993SQ20101022640
公開日2010年12月22日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權日2010年7月9日
發(fā)明者趙麗萍, 陳杰春 申請人:東北電力大學