本實用新型涉及輔助設備技術領域，特別是涉及一種電源自適應調整裝置。

背景技術：

由于世界各個地區(國家)的額定電壓均有所差異，例如，歐盟的額定電壓為380V～415V(三相電)、220V～240V(單相電)；北美：220V(三相無中線)、208V或230V(單相電)；中國：380V(三相無中線)、220V(單相電)。由于不同地區的額定電壓不同，導致對應的輔助電加熱等輔助器件的制式不同，電加熱器件在三相電或單相電情況下的接線也有所區別，因而導致產品種類繁多且通用性差。

技術實現要素：

鑒于上述電源差異導致的輔助設備通用性差的問題，本實用新型的目的在于提供一種電源自適應調整裝置，使與電源連接的輔助設備能夠適用于各種類型的電源，提高輔助設備的通用性。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種電源自適應調整裝置，包括：

電源切換電路；

電源自檢電路，用于檢測當前接入電源的相間電壓和相位角，并根據所述相間電壓和所述相位角判斷所述當前接入電源的類型；其中，所述當前接入電源的類型包括單相電源和三相電源；

控制電路，所述電源自檢電路和所述電源切換電路均連接至所述控制電路，所述控制電路用于控制所述電源切換電路的連接方式切換為與所述當前接入電源的類型對應的預設連接方式，并控制所述電源切換電路連接至所述當前接入電源。

在其中一個實施例中，所述電源切換電路包括第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器、第一負載R1、第二負載R2以及第三負載R3；

所述第一繼電器的線圈、所述第二繼電器的線圈、所述第三繼電器的線圈以及所述第四繼電器的線圈均連接至所述控制電路；所述第一繼電器的觸點KA1串聯所述第一負載R1形成第一支路，所述第二繼電器的觸點KA2串聯所述第二負載R2形成第二支路，所述第三繼電器的觸點KA3串聯所述第三負載R3形成第三支路；所述第四繼電器的觸點KA4形成第四支路；

所述第一支路的第一端、所述第二支路的第一端、所述第三支路的第一端以及所述第四支路的第一端分別連接至所述當前接入電源；所述第一支路的第二端、所述第二支路的第二端和所述第三支路的第二端連接在一起，形成公共端，所述第四支路的第二端連接至所述公共端。

在其中一個實施例中，當所述當前接入電源的類型為三相三線制電源時，所述控制電路用于控制所述第一支路的第一端、所述第二支路的第一端和所述第三支路的第一端分別連接至所述當前接入電源的第一相、第二相和第三相，并控制所述第一繼電器的觸點KA1、所述第二繼電器的觸點KA2和所述第三繼電器的觸點KA3吸合，所述第四繼電器的觸點KA4處于斷開狀態。

在其中一個實施例中，當所述當前接入電源的類型為三相四線制電源時，所述控制電路用于控制所述第一支路的第一端、所述第二支路的第一端和所述第三支路的第一端分別連接至所述當前接入電源的第一相、第二相和第三相；所述第四支路的第一端連接至所述當前接入電源的零線，并控制所述第一繼電器的觸點KA1、所述第二繼電器的觸點KA2、所述第三繼電器的觸點KA3和所述第四繼電器的觸點KA4均吸合。

在其中一個實施例中，當所述當前接入電源的類型為單相電源時，所述控制電路用于控制所述第一支路的第一端、所述第二支路的第一端和所述第三支路的第一端均連接至所述當前接入電源的火線，所述第四支路的第一端連接至所述當前接入電源的零線，并控制所述第一繼電器的觸點KA1、所述第二繼電器的觸點KA2、所述第三繼電器的觸點KA3和所述第四繼電器的觸點KA4均吸合。

在其中一個實施例中，所述第一繼電器、所述第二繼電器和所述第三繼電器均為時間繼電器；

所述控制電路用于根據預設的隨機函數的輸出值確定所述第一繼電器的延時時間、所述第二繼電器的延時時間和所述第三繼電器的延時時間，并按時序控制所述第一繼電器的觸點KA1、所述第二繼電器的觸點KA2和所述第三繼電器的觸點KA3依次吸合。

在其中一個實施例中，所述電源切換電路還包括電流檢測電路，所述電流檢測電路包括與所述控制電路連接的第一電流檢測元件FA1、第二電流檢測元件FA2和第三電流檢測元件FA3；

所述第一電流檢測元件FA1串聯設置在所述第一支路上，用于檢測所述第一支路的工作電流；所述第二電流檢測元件FA2串聯設置在第二支路上，用于檢測所述第二支路的工作電流；所述第三電流檢測元件FA3串聯設置在第三支路上，用于檢測所述第三支路的工作電流。

在其中一個實施例中，當所述當前接入電源的類型為三相電源時，所述控制電路用于控制所述第一支路的第一端、所述第二支路的第一端和所述第三支路的第一端分別連接至所述當前接入電源的第一相、第二相和第三相，所述第四支路的第一端連接至所述當前接入電源的零線；

同時所述控制電路用于控制所述第一繼電器的觸點KA1、所述第二繼電器的觸點KA2和所述第三繼電器的觸點KA3吸合，并當所述電源切換電路的電流偏差率大于或等于預設偏差率，控制所述第四繼電器的觸點KA4吸合或斷開所述電源切換電路與所述當前接入電源的連接。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的電源自適應調整裝置，通過電源自檢電路檢測并判斷當前接入電源的類型，控制電路控制所述電源切換電路的連接方式切換為與所述當前接入電源的類型對應的預設連接方式，從而使得電加熱器件等輔助設備能夠適用于不同的電源，無需進行調整接線或設備選型等工作，提高了輔助設備的通用性，保證輔助設備能夠正常工作。并且，當電源出現異常時，能夠自動切斷設備與接入電源的連接，從而保證了設備的可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型的電源自適應調整裝置一實施例的原理框圖；

圖2為圖1中電源切換電路接入三相電源時電路原理圖；

圖3為圖1中電源切換電路接入單相電源時的電路原理圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的技術方案更加清楚，以下結合附圖，對本實用新型的電源自適應調整裝置作進一步詳細的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型并不用于限定本實用新型。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

如圖1所示，本實用新型提供了一種電源自適應調整裝置10，包括電源切換電路300、電源自檢電路100以及控制電路200，其中，電源自檢電路100和電源切換電路300均連接至控制電路200，控制電路200可以采用單片機、DSP或FPGA等微控制器，當然，控制電路200還可以采用其他具有控制功能的控制電路200。

當電加熱器等輔助設備上電后，電源自檢電路100用于檢測當前接入電源的相間電壓和相位角，并根據當前接入電源的相間電壓和相位角判斷當前接入電源的類型，其中，當前接入電源的類型可以包括單相電源和三相電源，其中，三相電源還可以包括三相三線制電源和三相四線制電源。即根據檢測到的當前接入電源的相間電壓和相位角能夠獲得當前接入電源的額定電壓，并確定其是哪個地區的電源，并判斷當前接入電源的制式，即確定其是單相電源還是三相電源，以保證電加熱器等與當前接入電源連接的輔助設備能夠正常工作。

例如，若當前接入電源的相間電壓和相位角均為0，則說明當前接入電源為單相電源，從而可以確定該當前接入單元的類型。若當前接入電源的相間電壓和相位角均不為0時，則說明當前接入電源為三相電源，從而可以確定該當前接入單元的類型。進一步，電源自檢電路100還可以通過檢測當前接入電源的各個相電壓獲知該當前接入電源的額定電壓，以確定該當前接入電源是哪個地區的電源。

在一個實施例中，該電源自適應調整裝置10還包括用于存儲當前接入電源的類型信息的存儲模塊(未示出)，存儲模塊可以為電源自檢電路100的內設寄存器或控制電路200的內設寄存器等，當然，存儲模塊還可以是連接在電源自檢電路100和控制電路200之間的外設寄存器，從而可以避免數據丟失。具體地，電源自檢電路100通過存儲模塊連接至控制電路200。

控制電路200用于控制所述電源切換電路的連接方式切換為與所述當前接入電源的類型對應的預設連接方式并控制電源切換電路300連接至當前接入電源。本實施例中，單片機中存儲有電源切換電路300的多種預設連接方式，多種預設連接方式與接入電源的類型一一對應設置，預設連接方式可以包括單相單回路三循環連接方式以及三相Y型連接方式，具體地，三相Y型連接方式還可以是三相三線制連接方式或三相四線制連接方式。具體的，單片機從存儲模塊中讀取當前接入電源的類型，并根據當前接入電源的類型切換電源切換電路300的連接方式，從而使電加熱器等輔助設備能夠與當前接入電源的制式相匹配，并將電源切換電路300連接至當前接入電源，保證電加熱器等輔助設備的正常工作。

在一個實施例中，如圖2和圖3所示，電源切換電路300包括第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器、第四繼電器、第一負載R1、第二負載R2、第三負載R3以及電流檢測電路；其中，第一繼電器的線圈、第二繼電器的線圈、第三繼電器的線圈以及第四繼電器的線圈均連接至控制電路200；第一繼電器的觸點KA1串聯所述第一負載R1形成第一支路，第二繼電器的觸點KA2串聯第二負載R2形成第二支路，第三繼電器的觸點KA3串聯第三負載R3形成第三支路；第四繼電器的觸點KA4形成第四支路。

第一支路的第一端、第二支路的第一端、第三支路的第一端以及所述第四支路的第一端分別連接至當前接入電源；具體地，第一支路的第一端、第二支路的第一端、第三支路的第一端連接至當前接入電源的火線，第四支路的第一端連接至當前接入電源的零線。第一支路的第二端、第二支路的第二端和第三支路的第二端連接在一起，形成公共端；第四支路的第二端連接至公共端。其中，第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器和第四繼電器分別用于控制相應支路的導通或斷開，通過在各個支路上設置繼電器，可以分別實現對各個支路的單獨控制。

本實施例中，電流檢測電路包括串聯設置在第一支路上的第一電流檢測元件FA1，串聯設置在第二支路上的第二電流檢測元件FA2，以及串聯設置在第三支路上的第三電流檢測元件FA3。第一電流檢測元件FA1、第二電流檢測元件FA2和第三電流檢測元件FA3均連接至控制電路200，第一電流檢測元件FA1用于實時檢測第一支路的工作電流，第二電流檢測元件FA2用于實時檢測第二支路的工作電流，第三電流檢測元件FA3用于實時檢測第三支路的工作電流，從而實現各個支路的檢測保護，保證當前接入電源工作的可靠性。其中，第一電流檢測元件FA1、第二電流檢測元件FA2和第三電流檢測元件FA3可以為扼流圈、電流互感器或采樣電阻等等。

在一個實施例中，單片機中存儲的電源切換電路300的預設連接方式包括三相Y型三線制連接方式、三相Y型四線制連接方式以及單相單回路三循環連接方式。從而控制電路200可以根據當前接入電源的類型切換電源切換電路300的連接方式，從而使得電源切換電路300的連接方式與當前接入電源的制式相匹配。

如圖2所示，當所述當前接入電源的類型為三相電源且為三相三線制電源時，控制電路200根據三相三線制電源對應的預設連接方式，控制第一支路的第一端、第二支路的第一端和第三支路的第一端分別連接至當前接入電源的第一相L1、第二相L2和第三相L3，第一支路的第二端、第二支路的第二端和第三支路的第二端連接在一起，形成公共端；同時，控制電路200控制第一繼電器、第二繼電器以及第三繼電器上電，使得第一繼電器的觸點KA1、第二繼電器的觸點KA2和第三繼電器的觸點KA3吸合，并控制第四繼電器斷電，使第四繼電器的觸點KA4處于斷開狀態。即第一支路、第二支路和第三支路形成三相Y型三線制連接方式。

在另一個實施例中，當所述當前接入電源的類型為三相電源且為三相四線制電源時，控制電路200根據三相四線制電源的預設連接方式，控制第一支路的第一端、第二支路的第一端和第三支路的第一端分別連接至當前接入電源的第一相L1、第二相L2和第三相L3；第四支路的第一端連接至當前接入電源的零線N；同時控制電路200控制第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器和第四繼電器均上電，使得第一繼電器的觸點KA1、第二繼電器的觸點KA2、第三繼電器的觸點KA3和第四繼電器的觸點KA4均吸合。此時，第一支路、第二支路、第三支路和第四支路均導通，第一支路、第二支路、第三支路和第四支路形成三相Y型四線制連接方式。通過引入中線(即第四支路)，可以使得第一支路、第二支路和第三支路的工作電流平衡，從而進一步保證電加熱器等輔助設備的可靠性和安全性。

在一個實施例中，如圖3所示，當所述當前接入電源的類型為單相電源時，控制電路200根據單相電源的預設連接方式，控制第一支路的第一端、第二支路的第一端和第三支路的第一端均連接至當前接入電源的火線L，第四支路的第一端連接至當前接入電源的零線N；同時控制電路200控制第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器和第四繼電器均上電，從而使得第一繼電器的觸點KA1、第二繼電器的觸點KA2、第三繼電器的觸點KA3和第四繼電器的觸點KA4均吸合。此時，第一支路、第二支路、第三支路和第四支路形成單相單回路三循環連接方式，以保證三個負載的三相功率對稱。

進一步地，第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器均為時間繼電器；控制電路200用于根據預設的隨機函數的輸出值確定第一繼電器的延時時間、第二繼電器的延時時間和第三繼電器的延時時間，其中，第一繼電器的延時時間、第二繼電器的延時時間和第三繼電器的延時時間互不相同，例如，第一繼電器的延時時間可以為0秒(即第一繼電器可以不設置延時時間)，第二繼電器的延時時間可以設置為10秒，第三繼電器可以設置為20秒。之后，控制電路200根據上述各個繼電器的延時時間按照其延時時間的時序控制第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器分別上電，實現三個支路的錯峰上電，以減小三個支路瞬間啟動時，對電網造成的沖擊。

在另一個實施例中，單片機中存儲的電源切換電路300的預設連接方式僅包括三相Y型連接方式和單相單回路三循環連接方式。在實際應用過程中，控制電路200可以根據第一支路的工作電流、第二支路的工作電流以及第三支路的工作電流自動控制第四支路導通或關閉。

如圖2所示，當所述當前接入電源的類型為三相電源時，第一支路的第一端、第二支路的第一端和第三支路的第一端分別連接至當前接入電源的第一相L1、第二相L2和第三相L3，第四支路的第一端連接至當前接入電源的零線N。控制電路200首先控制第一繼電器、第二繼電器和第三繼電器上電，使得第一繼電器的觸點KA1、第二繼電器的觸點KA2和第三繼電器的觸點KA3吸合，從而使第一支路、第二支路和第三支路與當前接入電源連通，此時，第一支路、第二支路和第三支路形成三相Y型三線制連接方式。

其次，第一電流檢測元件FA1實時檢測第一支路的工作電流，第二電流檢測元件FA2實時檢測第二支路的工作電流，第三電流檢測元件FA3實時檢測第三支路的工作電流。控制電路200將第一支路的工作電流、第二支路的工作電流和第三支路的工作電流進行排序獲得最大線電流和最小線電流，并計算獲得線電流極差和平均線電流。其中，平均線電流可以為三個支路的工作電流的幾何平均值或算術平均值，線電流極差＝最大線電流-最小線電流。之后，根據線電流極差和平均線電流計算電源切換電路300的電流偏差率。本實施例中，電源切換電路300的電流偏差率＝(最大線電流-最小線電流)/平均線電流×100％。

再次，控制電路200根據電源切換電路300的電流偏差率與預設偏差率判斷三個支路的工作電流是否平衡，當電源切換電路300的電流偏差率大于或等于預設偏差率，說明三個支路之間的工作電流不平衡，此時控制第四繼電器上電，使第四繼電器的觸點KA4吸合，第四支路與當前接入電源的零線N連通，即開啟中線，從而使得該電源切換電路300形成三相四線制的連接方式。當電源切換電路300的電流偏差率小于預設偏差率時，說明三個支路之間的工作電流平衡，此時，繼續通過電流檢測電路檢測各個支路的工作電流。本實施例中，預設偏差率可以為10％。

進一步地，當電源切換電路300的電流偏差率大于預設偏差率，且其中一個或兩個支路電的工作電流接近為0時，說明該三相電源可能出現缺相的情況，此時控制第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器和第四繼電器均斷電，從而第一繼電器的觸點KA1、第二繼電器的觸點KA2、第三繼電器的觸點KA3以及第四繼電器的觸點KA4均處于斷開狀態，從而斷開電源切換電路300與當前接入電源的連接，以避免燒毀電加熱器等輔助設備，保證輔助設備的可靠性。

本實用新型的電源自適應調整裝置，通過電源自檢電路檢測并判斷當前接入電源的類型，控制電路控制所述電源切換電路的連接方式切換為與所述當前接入電源的類型對應的預設連接方式，從而使得電加熱器件等輔助設備能夠適用于不同的電源，無需進行調整接線或設備選型等工作，提高了輔助設備的通用性，保證輔助設備能夠正常工作。并且，當電源出現異常時，能夠自動切斷設備與接入電源的連接，從而保證了設備的可靠性。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。