專利名稱：一種保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法
及裝置。
背景技術(shù)：
繼電器在功率控制的電路里運(yùn)用很多，主要用做開關(guān)控制一些功率輸出。但一般 只是在需要負(fù)載有輸出時(shí)立即開通而在需要關(guān)閉時(shí)立即關(guān)閉，這種控制方式，很容易造成 繼電器觸點(diǎn)燒結(jié)，減短了繼電器的使用壽命，同時(shí)也會對電路產(chǎn)生電弧干擾。通常解決的方 法可以使用可控硅來代替繼電器，并且對可控硅實(shí)施過零觸發(fā)。但是這種方法需要對開關(guān) 元件做出改變，而在許多情況下，可控硅代替還會帶來一些問題，例如帶負(fù)載的能力可控硅 在其功率稍大時(shí)就需要加散熱片，成本就會增加、需要考慮擊穿的問題、EMC問題等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述繼電器觸點(diǎn)易燒結(jié)、替代方 案成本較高的缺陷，提供一種不會燒結(jié)繼電器觸點(diǎn)、成本較低的保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器 驅(qū)動(dòng)方法及裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器 驅(qū)動(dòng)方法，包括如下步驟A)繼電器的控制裝置將控制繼電器的輸出信號內(nèi)容存放在設(shè)定的寄存器；B)所述控制裝置判斷其外部中斷端口是否為指定電平，如是，執(zhí)行下一步驟；如 否，返回本步驟；C)讀取所述設(shè)定寄存器的內(nèi)容并輸出。在本發(fā)明所述的驅(qū)動(dòng)方法中，所述步驟B)中控制裝置外部中斷發(fā)生在電源的交 流電波形過零時(shí)。在本發(fā)明所述的驅(qū)動(dòng)方法中，所述步驟C)進(jìn)一步包括讀取所述設(shè)定寄存器內(nèi)容 并將其在指定的控制裝置端口輸出。本發(fā)明還涉及一種保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)裝置，包括控制裝置、與所述控 制裝置的輸出端口連接的繼電器驅(qū)動(dòng)單元，還包括與所述控制裝置的外部中斷輸入端口連 接的、由所述驅(qū)動(dòng)裝置電源取得交流電波形并在所述交流電波形過零時(shí)產(chǎn)生中斷輸入的過 零檢測單元。在本發(fā)明所述的裝置中，所述中斷輸入端口設(shè)置為脈沖的下降沿有效，所述過零 檢測單元在所述交流電過零時(shí)產(chǎn)生使所述中斷有效的波形。在本發(fā)明所述的裝置中，所述過零檢測單元包括整流模塊、分壓模塊以及電平轉(zhuǎn) 換模塊；所述整流模塊用于由所述電源取得所述交流波形并將其整流后的脈動(dòng)波傳送到所 述分壓模塊；所述分壓模塊將所述脈動(dòng)波調(diào)節(jié)為適當(dāng)?shù)碾妷汉髠魉偷剿鲭娖睫D(zhuǎn)換模塊； 所述電平轉(zhuǎn)換模塊將其輸入轉(zhuǎn)換為適于所述控制裝置的電平并傳送到所述控制裝置的中斷端口。在本發(fā)明所述的裝置中，所述電源包括變壓器，所述整流模塊由所述變壓器次級 取得交流波形。在本發(fā)明所述的裝置中，所述過零檢測單元包括二極管D102、電阻R1、電阻R2、電 阻R3、電容C15和晶體管TRl ；所述二極管D102的正極連接在所述電源變壓器的次級，其負(fù) 極與所述電阻R2 —端連接，所述電阻R2的另一端與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端 接地；所述電阻R2的另一端還與所述晶體管TRl的基極連接，晶體管TRl的發(fā)射極接地，其 集電極與所述控制裝置的中斷端口連接并通過電阻Rl連接在電源輸出端。在本發(fā)明所述的裝置中，所述控制裝置包括微處理器；所述中斷端口包括所述微 處理器的外部中斷輸入端；所述指定輸出端包括所述微處理器的I/O端口。
實(shí)施本發(fā)明的保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法及裝置，具有以下有益效果由 于在輸出繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作控制信號之前，先確認(rèn)交流電波形是否處于零點(diǎn)，如果處于零點(diǎn)， 才輸出繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作的控制信號，使得該觸點(diǎn)動(dòng)作；而當(dāng)交流電波形不處于零點(diǎn)時(shí)，則不 輸出上述觸點(diǎn)控制信號，因此，繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)由于其上的電壓為零或接近于零而不會 燒結(jié)；同時(shí)，由于多數(shù)工作均在微處理器內(nèi)完成，其成本較低。


圖1是本發(fā)明保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法及裝置實(shí)施例方法流程圖；圖2是所述實(shí)施例的邏輯框圖；圖3是所述實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明。如圖1所示，在本發(fā)明保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法及裝置實(shí)施例中，其方 法包括如下步驟步驟Sll將驅(qū)動(dòng)繼電器的控制信號內(nèi)容寫入指定寄存器通常而言，繼電器的控 制信號是電平控制信號，當(dāng)加到繼電器線圈上的電平為高時(shí)，線圈上有電流流過，繼電器的 觸點(diǎn)得電吸合；當(dāng)加到繼電器線圈上的電平為低電平時(shí)，線圈上沒有電流流過，繼電器的觸 點(diǎn)失電斷開。結(jié)合繼電器的驅(qū)動(dòng)電路，在本實(shí)施例中，反映到繼電器控制信號輸出端口的電 平也是高電平時(shí)繼電器觸點(diǎn)吸合，而其電平為低時(shí)，繼電器觸點(diǎn)斷開。在本步驟中，當(dāng)確定 需要改變繼電器觸點(diǎn)的狀態(tài)時(shí)，將下一個(gè)狀態(tài)(即希望繼電器觸點(diǎn)改變?yōu)榈臓顟B(tài))的控制 信號內(nèi)容寫入到指定的寄存器中，但并不是將該控制信號的內(nèi)容立即傳送到該控制信號的 輸出端口上。步驟S12交流電過零？如果是，執(zhí)行下一步驟；否則，返回本步驟等待。在本步 驟中，通過判斷控制裝置(在本實(shí)施例中為微控制器)的外部中斷輸入端口上的電平變化 (脈沖電平由高到低，即脈沖下降沿)，來判斷交流電是否過零的。在本實(shí)施例中，上述外部 中斷輸入端口上的電平是通過采集該裝置的電源變壓器次級的交流波形，并通過轉(zhuǎn)換而得 到的。如果上述電平由高變?yōu)榈?即在脈沖下降沿時(shí))，則認(rèn)為交流電波形近似處于過零狀 態(tài)；否則，認(rèn)為交流電波形沒有處于過零狀態(tài)。
步驟S13讀出指定寄存器內(nèi)容當(dāng)上一步驟判斷出交流電波形處于過零狀態(tài)，繼電器觸點(diǎn)上的電壓、電流均接近于零，此時(shí)，輸出繼電器驅(qū)動(dòng)控制信號，使得繼電器的觸點(diǎn) 改變狀態(tài)，就不會打火或拉弧，自然也不會將繼電器觸點(diǎn)燒結(jié)。因此，在本步驟中，將上述步 驟Sll存儲的繼電器驅(qū)動(dòng)控制信號的內(nèi)容由上述的寄存器中讀取出來。步驟S14將該內(nèi)容傳送到指定端口輸出在本步驟中，將上述讀取出來的繼電器 驅(qū)動(dòng)信號的內(nèi)容輸出到繼電器驅(qū)動(dòng)信號輸出端，使其輸出。用于控制上述繼電器的觸點(diǎn)狀 態(tài)的變化。值得一提的是，本實(shí)施例中，上述步驟并不是單獨(dú)存在的。其只是在需要控制電路 中的繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)，才會使用。如果不控制繼電器的觸點(diǎn)動(dòng)作，則不會用到上述步 驟。更準(zhǔn)確地講，上述步驟應(yīng)該是一個(gè)主程序中的函數(shù)或子程序，供主程序在需要時(shí)調(diào)用， 完成后返回主程序。本實(shí)施例中，還涉及一種裝置，該裝置用于驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，并能使用上述方法保 護(hù)繼電器的觸點(diǎn)，其電路結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。在圖2中，該裝置電路包括控制裝置21、繼電器驅(qū)動(dòng)單元22、電源電路23以及過 零檢測單元24。在本實(shí)施例中，上述控制裝置21是微控制器，即通常所講的MCU。繼電器 驅(qū)動(dòng)單元22、過零檢測單元24分別與控制裝置21連接，電源電路23有交流電網(wǎng)取得交流 電，并將其轉(zhuǎn)換為直流電供給上述各單元，其中，過零檢測單元23還從電源電路23中取得 交流電波形，并判斷其過零點(diǎn)，且將得到的信號傳送到控制裝置中。圖3是本實(shí)施例中該裝置的電路圖，在圖3中，變壓器T101、整流橋DB101、三端穩(wěn) 壓集成電路U102及其上述各元器件周邊的元件共同組成電源電路23，該電源電路輸出兩 組直流電壓+12V和+5V，其中，+5V主要供給控制裝置21以及過零檢測單元24 ；而+12V主 要供給繼電器驅(qū)動(dòng)單元22中的繼電器線圈。在圖3中，控制裝置21為微處理器UlOl及其 周邊元件，繼電器驅(qū)動(dòng)單元22包括晶體管TR102、繼電器RY103及其周邊元件；而過零檢測 單元24則分為整流模塊、分壓模塊以及電平轉(zhuǎn)換模塊；其中，整流模塊包括二極管D102，其 用于由電源電路23取得交流電波形并將該交流電波形整流后得到脈動(dòng)波傳送到上述述分 壓模塊；分壓模塊為電阻R2和電阻R3，其將上述脈動(dòng)波調(diào)節(jié)為適當(dāng)?shù)碾妷汉髠魉偷诫娖睫D(zhuǎn) 換模塊；電平轉(zhuǎn)換模塊包括晶體管TR1、電容C15以及電阻R1，其將輸入的脈動(dòng)波轉(zhuǎn)換為適 于上述控制裝置21的電平并傳送到控制裝置21的中斷端口。具體而言，在圖3中，二極管 D102的正極連接在電源變壓器TlOl的次級，二極管D102的負(fù)極與電阻R2 —端連接，電阻 R2的另一端與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接地；此外，電阻R2的另一端還與晶 體管TRl的基極連接，晶體管TRl的發(fā)射極接地，其集電極與控制裝置21的中斷端口連接 并通過電阻Rl連接在電源電路的+5V輸出端?？傊?，當(dāng)控制裝置21上電后，芯片初始化開始工作，其外部中斷設(shè)置成電平變化 有效，這樣過零信號每次下降沿一到就會使MCU產(chǎn)生一個(gè)外部中斷，當(dāng)需要開啟或關(guān)閉繼 電器時(shí)，則在中斷程序里輸出控制信號開啟或關(guān)閉繼電器，這樣在過零時(shí)的電壓為零，繼電 器吸合或斷開時(shí)觸點(diǎn)就不會產(chǎn)生火花或電弧，從而起到保護(hù)繼電器觸點(diǎn)和延長其使用壽 命。在完成上述輸出繼電器觸點(diǎn)控制信號的動(dòng)作后，控制裝置21退出中斷，返回主程序，等 待下一次動(dòng)作或執(zhí)行其他動(dòng)作。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，包括如下步驟A)繼電器的控制裝置將控制繼電器的輸出信號內(nèi)容存放在設(shè)定的寄存器；B)所述控制裝置判斷其外部中斷端口是否為指定電平，如是，執(zhí)行下一步驟；如否，返回本步驟；C)讀取所述設(shè)定寄存器的內(nèi)容并輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述步驟B)中控制裝置外部中斷發(fā)生在電源的交流電波形過零時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述步驟C)進(jìn)一步包括讀取所述設(shè)定寄存器內(nèi)容并將其在指定的控制裝置端口輸出。
4.一種保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置，包括控制裝置、與所述控制裝置的輸出端口連接 的繼電器驅(qū)動(dòng)單元，其特征在于，還包括與所述控制裝置的外部中斷輸入端口連接的、由所 述驅(qū)動(dòng)裝置電源取得交流電波形并在所述交流電波形過零時(shí)產(chǎn)生中斷輸入的過零檢測單兀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述中斷輸入端口設(shè)置為脈沖的下 降沿有效，所述過零檢測單元在所述交流電過零時(shí)產(chǎn)生使所述中斷有效的波形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述過零檢測單元包括整流模塊、分 壓模塊以及電平轉(zhuǎn)換模塊；所述整流模塊用于由所述電源取得所述交流波形并將其整流后 的脈動(dòng)波傳送到所述分壓模塊；所述分壓模塊將所述脈動(dòng)波調(diào)節(jié)為適當(dāng)?shù)碾妷汉髠魉偷剿?述電平轉(zhuǎn)換模塊；所述電平轉(zhuǎn)換模塊將其輸入轉(zhuǎn)換為適于所述控制裝置的電平并傳送到所 述控制裝置的中斷端口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述電源包括變壓器，所述整流模塊 由所述變壓器次級取得交流波形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述過零檢測單元包括二極管D102、 電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C15和晶體管TR1 ；所述二極管D102的正極連接在所述電源 變壓器的次級，其負(fù)極與所述電阻R2 —端連接，所述電阻R2的另一端與電阻R3的一端連 接，電阻R 3的另一端接地；所述電阻R2的另一端還與所述晶體管TR1的基極連接，晶體管 TR1的發(fā)射極接地，其集電極與所述控制裝置的中斷端口連接并通過電阻R1連接在電源輸 出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-8任意一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述控制裝置包括微處 理器；所述中斷端口包括所述微處理器的外部中斷輸入端；所述指定輸出端包括所述微處 理器的I/O端口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法，包括如下步驟繼電器的控制裝置將控制繼電器的輸出信號內(nèi)容存放在設(shè)定的寄存器；所述控制裝置判斷其外部中斷端口是否為指定電平，如是，執(zhí)行下一步驟；如否，返回本步驟；讀取所述設(shè)定寄存器的內(nèi)容并輸出。本發(fā)明還涉及一種保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)裝置。實(shí)施本發(fā)明的保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的繼電器驅(qū)動(dòng)方法及裝置，具有以下有益效果繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)由于其上的電壓為零或接近于零而不會燒結(jié)、產(chǎn)生電弧干擾外界電器。
文檔編號H01H47/02GK101834093SQ20091023892
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者鄧永忠, 龍逸 申請人:深圳和而泰智能控制股份有限公司;佛山市順德區(qū)和而泰電子科技有限公司