电脑控制双电源切换电路原理图

电路设计说明

本电路设计通过电脑控制低压继电器和高压继电器，实现17V低压电源和高压电源之间的自动切换。该系统设计用于实验环境，可以按照预设时序控制不同电源对负载的供电。

主要组件：

工作原理：

  1. 电脑通过USB转TTL接口直接控制两个继电器
  2. 按照预设时序先使用低压电源，然后短暂切换到高压电源，最后回到低压电源
  3. 两个继电器互锁控制，确保任何时候只有一个电源连接到负载

电路原理图

graph TD subgraph 电脑控制部分 PC[电脑] --> |控制信号| USB[USB转TTL接口] USB --> |信号1| LVR[低压继电器] USB --> |信号2| HVR[高压继电器] end subgraph 电源切换部分 LV[17V低压电源] --> LVR HV[高压电源] --> HVR LVR --> |切换后电源| LOAD[负载设备] HVR --> |切换后电源| LOAD end subgraph 控制逻辑 MCU[微控制器] -.-> |互锁逻辑| LVR MCU -.-> |互锁逻辑| HVR end style PC fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px style LVR fill:#bbf,stroke:#33f,stroke-width:2px style HVR fill:#bbf,stroke:#33f,stroke-width:2px style LV fill:#bfb,stroke:#3f3,stroke-width:2px style HV fill:#bfb,stroke:#3f3,stroke-width:2px style LOAD fill:#fbb,stroke:#f33,stroke-width:2px

详细接线图

graph LR subgraph 电脑控制接口 PC[电脑] --> |USB| FTDI[FTDI芯片] FTDI --> |TX引脚| LVR[低压继电器] FTDI --> |RX引脚| HVR[高压继电器] end subgraph 电源切换 LV[17V低压电源] --> LVR HV[高压电源] --> HVR LVR --> |切换后电源| LOAD[负载设备] HVR --> |切换后电源| LOAD N[零线] --> |直接连接| LOAD end style PC fill:#f9f,stroke:#333,stroke-width:2px style LVR fill:#bbf,stroke:#33f,stroke-width:2px style HVR fill:#bbf,stroke:#33f,stroke-width:2px style LV fill:#fbb,stroke:#f33,stroke-width:2px style HV fill:#fbb,stroke:#f33,stroke-width:2px style LOAD fill:#bfb,stroke:#3f3,stroke-width:2px

电路工作时序图

sequenceDiagram participant User as 用户 participant PC as 电脑 participant LVR as 低压继电器 participant HVR as 高压继电器 participant Load as 负载设备 User->>PC: 按下开始实验按钮 PC->>LVR: 发送低电平信号 PC->>HVR: 发送低电平信号 Note over LVR,HVR: 确保所有继电器初始状态为断开 PC->>LVR: 发送高电平信号 LVR->>Load: 连接17V低压电源到负载 Note over Load: 负载使用17V低压电源工作 Note over PC: 等待5秒钟 PC->>LVR: 发送低电平信号 LVR->>Load: 断开17V低压电源 Note over PC: 等待0.1秒 PC->>HVR: 发送高电平信号 HVR->>Load: 连接高压电源到负载 Note over Load: 负载使用高压电源工作 Note over PC: 等待0.12秒 PC->>HVR: 发送低电平信号 HVR->>Load: 断开高压电源 Note over PC: 等待0.1秒 PC->>LVR: 发送高电平信号 LVR->>Load: 连接17V低压电源到负载 Note over Load: 负载重新使用17V低压电源 PC->>PC: 记录实验数据 PC->>User: 实验结束

安全注意事项

  1. 电源隔离: 确保高压电源与低压电源之间有足够的隔离
  2. 互锁机制: 软件层面实现互锁，防止两个电源同时接通
  3. 过流保护: 在电路中加入保险丝或断路器
  4. 散热考虑: 继电器在长时间工作时需要适当散热
  5. 实验安全: 高压实验时确保人员安全距离和适当的防护措施

材料清单

组件 数量 规格
低压继电器 1 适用于17V低压电源
高压继电器 1 根据高压电源选择合适额定值
USB转TTL模块 1 FTDI芯片或等效产品
17V低压电源 1 稳压电源
高压电源 1 根据实验需求选择
散热器 2 适用于所选继电器
电路板 1 根据实际需求定制