專利名稱：一種電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電磁電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路。
背景技術(shù)：
在電褽斗、電熱水器、電烤箱、空調(diào)、冰箱等大功率家電的控制電路中大多 采用電磁繼電器控制，而繼電器開(kāi)關(guān)過(guò)程中的打火則是繼電器觸點(diǎn)的致命殺手， 大大減少了繼電器壽命，并同時(shí)帶來(lái)了EMI干擾問(wèn)題。
而本申請(qǐng)人已就繼電器的打火問(wèn)題遞交過(guò)解決該問(wèn)題的有關(guān)過(guò)零觸發(fā)電路
的專利申請(qǐng)，具體可參見(jiàn)專利ZL 2006 2 0039011.1 ，本申請(qǐng)是在前一專利的基 礎(chǔ)上改進(jìn)，去掉了可控硅，降低了成本，不但可以達(dá)到同樣的目的，同時(shí)還可以 適應(yīng)更多的繼電器。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是公開(kāi)一種提高電磁繼電器使用壽命，解決EMI干擾問(wèn) 題的電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是， 一種電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路，包括智能控制 芯片、跟蹤檢測(cè)電路和交流采樣電路，所述智能控制芯片分別連接所述跟蹤檢測(cè)
電路和所述交流采樣電路的輸出，控制所述電磁繼電器的輸出，其中 所述交流采樣電路用于對(duì)輸入交流電壓信號(hào)的檢測(cè)； 所述跟蹤檢測(cè)電路用于對(duì)電磁繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)的檢測(cè)； 所述智能控制芯片用于對(duì)所述輸入交流電壓信號(hào)和所述電磁繼電器觸點(diǎn)開(kāi)
關(guān)信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和計(jì)算，和對(duì)于所述電磁繼電器的開(kāi)關(guān)控制。
所述交流采樣電路由電阻器三和電容器二的并聯(lián)電路與電阻器一串聯(lián)組成。 所述電阻器三取值10KQ,電容器二取值0.01 li F，電阻器一取值1MQ。 所述跟蹤檢測(cè)電路由電阻器四和電容器三的并聯(lián)電路與電阻器二串聯(lián)組成。 所述電阻器四取值10KQ，電容器三取值0.01 u F，電阻器二取值1MQ。 下面就本實(shí)用新型的技術(shù)方案的原理做一簡(jiǎn)單說(shuō)明。電磁繼電器就是一個(gè)機(jī)械的電磁開(kāi)關(guān)，其基本原理是在給線圈加電時(shí)，其產(chǎn) 生的磁場(chǎng)會(huì)將銜鐵從一個(gè)常閉觸點(diǎn)上吸下來(lái)轉(zhuǎn)到常開(kāi)觸點(diǎn)上，因?yàn)槭墙饘儆|點(diǎn)， 所以繼電器具有導(dǎo)通電阻非常小的特點(diǎn)，可以應(yīng)用在大功率控制的場(chǎng)合。
也因?yàn)殡姶爬^電器的通斷是機(jī)械性的動(dòng)作，所以在給繼電器加電的時(shí)候開(kāi)關(guān) 從一邊移動(dòng)到另外一邊是需要一定的時(shí)間的，這就是繼電器的動(dòng)作時(shí)間， 一般功 率繼電器的動(dòng)作時(shí)間在5—30mS左右，而且具有較大的個(gè)體差異，這個(gè)時(shí)間對(duì) 電器工作一般是沒(méi)有什么影響的，但是這樣就導(dǎo)致無(wú)法去對(duì)準(zhǔn)電壓過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行開(kāi) 啟和關(guān)斷負(fù)載，開(kāi)關(guān)帶來(lái)的浪涌電流就會(huì)給電網(wǎng)造成干擾，這是繼電器一直無(wú)法 解決的問(wèn)題，有些在研發(fā)的使用繼電器的控制的產(chǎn)品中基本是計(jì)算一個(gè)繼電器的 平均吸合時(shí)間，然后在過(guò)零點(diǎn)提前一定的時(shí)間去開(kāi)啟繼電器，這樣基本可以使部 分開(kāi)關(guān)動(dòng)作是在過(guò)零點(diǎn)附近，但考慮個(gè)體差異，還是沒(méi)有真正解決問(wèn)題。
另外電磁繼電器在控制高壓大電流時(shí)在開(kāi)關(guān)的瞬間在開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)上往往會(huì)出 現(xiàn)拉弧現(xiàn)象，也就是一般看到的打火現(xiàn)象，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)電磨損，而這種磨損要 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)機(jī)械磨損，所以導(dǎo)致繼電器的電氣壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其機(jī)械壽命， 一般電氣 壽命都在5 — 10萬(wàn)次左右，而純機(jī)械壽命一般可以達(dá)到100萬(wàn)次以上，為此業(yè)界 很多人都在致力于電子滅弧的研究， 一般會(huì)使用滅弧罩、阻容消弧或者電子消弧 器來(lái)消除電弧。
針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案在過(guò)零點(diǎn)前面提前一個(gè)時(shí)間給電磁繼 電器線圈加電，如果這個(gè)時(shí)間正好等于繼電器的動(dòng)作時(shí)間，則繼電器的觸點(diǎn)就可 以正好在過(guò)零點(diǎn)吸合。對(duì)于不同類型的電磁繼電器，或者同一種繼電器的不同個(gè) 體，甚至同一個(gè)體的不同驅(qū)動(dòng)電壓或者溫度等外界條件，都有較大的動(dòng)作時(shí)間的 差異。因?yàn)闊o(wú)法給所有的繼電器一樣的提前量，本實(shí)用新型的技術(shù)方案在每次繼 電器吸合或者斷開(kāi)的時(shí)候跟蹤檢測(cè)觸點(diǎn)真正吸合或者斷開(kāi)的時(shí)間，將數(shù)據(jù)送入IC 內(nèi)部，進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算，以修正提前量，從而達(dá)到正好讓提前量等于動(dòng)作時(shí)間， 實(shí)現(xiàn)了過(guò)零觸發(fā)。同時(shí)，本實(shí)用新型的電路也不需要額外的滅弧裝置。
本實(shí)用新型以一種電路自學(xué)習(xí)的方式解決了電磁繼電器打火的問(wèn)題和EMI 問(wèn)題，提高了繼電器的使用壽命，降低了電路設(shè)計(jì)制造成本。
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圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例中電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路模塊原理框圖 圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路原理圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步說(shuō)明。 本實(shí)用新型在電路內(nèi)部存儲(chǔ)有一個(gè)首次開(kāi)啟繼電器提前量的默認(rèn)初始值，在 首次接到開(kāi)啟繼電器信號(hào)后，根據(jù)默認(rèn)提前量開(kāi)啟繼電器，隨后則檢測(cè)繼電器的 觸點(diǎn)真正吸合時(shí)間，若正好是在過(guò)零點(diǎn)，則下次繼續(xù)以這個(gè)提前量進(jìn)行控制，而 一般繼電器陣陣吸合時(shí)間都會(huì)有一點(diǎn)提前或者滯后，則IC會(huì)將這個(gè)提前和滯后 的時(shí)間存入IC，經(jīng)過(guò)加權(quán)計(jì)算用來(lái)修正提前量，提前則減，滯后則加，第二次 就以修正后的時(shí)間來(lái)開(kāi)啟繼電器，同樣若正好過(guò)零則不作處理，若有提前或者滯 后則再修正提前量，如此幾次即可完成跟蹤，以后繼電器都會(huì)在過(guò)零點(diǎn)吸合。 關(guān)閉的過(guò)程與開(kāi)啟相同。
如圖1所示，電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路模塊，包括智能控制芯片、跟蹤檢測(cè) 電路和交流采樣電路，其中，交流采樣電路用于對(duì)輸入交流電壓信號(hào)的檢測(cè)，跟 蹤檢測(cè)電路用于對(duì)電磁繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)的檢測(cè)，智能控制芯片用于對(duì)所述輸 入交流電壓信號(hào)和所述電磁繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和計(jì)算，和對(duì)于所 述電磁繼電器的開(kāi)關(guān)控制?？刂齐娐分饕瓿衫^電器信號(hào)的采集、存儲(chǔ)、計(jì)算、 輸出處理，交流采樣電路只需一個(gè)電阻即可，為安全可靠可以增加一個(gè)電阻和一 個(gè)電容，而跟蹤采樣電路可以跟交流采樣電路具有同樣的結(jié)構(gòu)，而繼電器可以是 目前市面使用的所有的直流驅(qū)動(dòng)繼電器。
如圖2所示，圖中U1是PTI專用控制芯片，是控制電路的核心，控制協(xié)調(diào) 其它電路的工作；R1,R3和C2用來(lái)采集交流電源的過(guò)零點(diǎn)信息，R2， R4和C3 是繼電器觸點(diǎn)工作狀態(tài)檢測(cè)電路，檢測(cè)繼電器是否已經(jīng)在過(guò)零點(diǎn)吸合或斷開(kāi)，IC 根據(jù)這些信息以進(jìn)行吸合控制的調(diào)整；R5， Q1和D1則是繼電器線圈驅(qū)動(dòng)電路， 用以控制繼電器吸合或斷開(kāi)。Cl是IC的電源濾波電容。所述交流采樣電路由電 阻器R3和電容器C2的并聯(lián)電路與電阻器R1串聯(lián)組成，電阻器R3取值10KQ ， 電容器C2取值0.01 u F，電阻器Rl取值1M Q 。跟蹤檢測(cè)電路由電阻器R4和 電容器C3的并聯(lián)電路與電阻器R2串聯(lián)組成,電阻器R4取值10KQ ，電容器C3取值0.01uF，電阻器R2取值1MQ。
總之，本實(shí)用新型的技術(shù)方案主要是一種自學(xué)習(xí)型繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方 法，電路由智能控制IC、交流采樣電路、跟蹤檢測(cè)電路、繼電器和負(fù)載等組成， 其中智能控制電路為本公司專用芯片的部分或者全部電路，它是系統(tǒng)的核心，收 到控制指令后會(huì)根據(jù)交流信號(hào)相位以及目前繼電器的狀態(tài)作出判斷后給出一個(gè) 驅(qū)動(dòng)信號(hào)，去開(kāi)啟或者關(guān)閉繼電器。交流采樣電路負(fù)責(zé)采樣交流相位；跟蹤檢測(cè) 電路則采樣繼電器觸點(diǎn)的工作狀態(tài)，確認(rèn)有沒(méi)有真正吸合。本方案運(yùn)用自動(dòng)學(xué)習(xí) 跟蹤繼電器的吸合動(dòng)作時(shí)間的原理，根據(jù)繼電器本身的開(kāi)關(guān)延遲，給予相應(yīng)的提 前量的方法，實(shí)現(xiàn)了電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型技術(shù)方案無(wú)需其它附件器 件，自動(dòng)適應(yīng)各種繼電器，繼電器的個(gè)體差異不再成為問(wèn)題。
權(quán)利要求1、一種電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，包括智能控制芯片、跟蹤檢測(cè)電路和交流采樣電路，所述智能控制芯片分別連接所述跟蹤檢測(cè)電路和所述交流采樣電路的輸出，控制所述電磁繼電器的輸出，其中所述交流采樣電路用于對(duì)輸入交流電壓信號(hào)的檢測(cè)；所述跟蹤檢測(cè)電路用于對(duì)電磁繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)的檢測(cè)；所述智能控制芯片用于對(duì)所述輸入交流電壓信號(hào)和所述電磁繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和計(jì)算，和對(duì)于所述電磁繼電器的開(kāi)關(guān)控制。
2、 如權(quán)利要求1所示的電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述交流采樣 電路由電阻器三和電容器二的并聯(lián)電路與電阻器一串聯(lián)組成。
3、 如權(quán)利要求2所示的電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述電阻器三 取值10KQ，電容器二取值0.01 F，電阻器一取值1MQ。
4、 如權(quán)利要求1所示的電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述跟蹤檢測(cè) 電路由電阻器四和電容器三的并聯(lián)電路與電阻器二串聯(lián)組成。
5、 如權(quán)利要求4所示的電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，所述電阻器四 取值10KQ，電容器三取值0.01 u F，電阻器二取值1MQ。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電磁繼電器過(guò)零開(kāi)關(guān)電路，其特征在于，包括智能控制芯片、跟蹤檢測(cè)電路和交流采樣電路，所述智能控制芯片分別連接所述跟蹤檢測(cè)電路和所述交流采樣電路的輸出，控制所述電磁繼電器的輸出，其中所述交流采樣電路用于對(duì)輸入交流電壓信號(hào)的檢測(cè)；所述跟蹤檢測(cè)電路用于對(duì)電磁繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)的檢測(cè)；所述智能控制芯片用于對(duì)所述輸入交流電壓信號(hào)和所述電磁繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和計(jì)算，和對(duì)于所述電磁繼電器的開(kāi)關(guān)控制。本實(shí)用新型以一種電路自學(xué)習(xí)的方式解決了電磁繼電器打火的問(wèn)題和EMI問(wèn)題，提高了繼電器的使用壽命，降低了電路設(shè)計(jì)制造成本。
文檔編號(hào)H01H47/02GK201425921SQ20092007619
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者勇 衛(wèi), 利 姚, 黃德松 申請(qǐng)人:百利通電子(上海)有限公司