一種智能消除uv燈沖擊的保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】一種智能消除UV燈沖擊的保護(hù)電路，包括MCU控制器、過(guò)零檢測(cè)模塊、安全電壓檢測(cè)模塊和電子開(kāi)關(guān)；過(guò)零檢測(cè)模塊檢測(cè)UV燈交流供電電源相電壓的近似零電勢(shì)點(diǎn)并輸出；安全電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)UV燈電容電壓的安全電壓并輸出；電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)在UV燈的交流供電回路中；MCU控制器輸入過(guò)零檢測(cè)模塊的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和安全電壓檢測(cè)模塊的安全電壓檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)該過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和安全電壓檢測(cè)信號(hào)輸出控制信號(hào)控制電子開(kāi)關(guān)的通斷。本實(shí)用新型能從根本上解決UV燈啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流對(duì)電子開(kāi)關(guān)部件造成沖擊的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種智能消除UV燈沖擊的保護(hù)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種智能消除UV燈沖擊的保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的不斷提高，物質(zhì)文化生活的日漸豐富，對(duì)帶UV燈的產(chǎn)品有廣泛需求，但是在應(yīng)用技術(shù)上，UV燈啟動(dòng)產(chǎn)生的過(guò)電流對(duì)電子開(kāi)關(guān)部件的沖擊影響，一直都沒(méi)有得到根本解決，嚴(yán)重影響了 UV燈的市場(chǎng)發(fā)展。
[0003]UV燈即紫外線消毒燈，UV燈沖擊，是UV燈在開(kāi)啟時(shí)，存在過(guò)電流的沖擊，此時(shí)的電流值是正常工作額定值的6-10倍，如果在交流供電電源的大電流區(qū)接通或斷開(kāi)電子開(kāi)關(guān)部件，會(huì)存在嚴(yán)重的拉弧現(xiàn)象，造成電子開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的熔化或影響電子開(kāi)關(guān)的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種智能消除UV燈沖擊的保護(hù)電路，能從根本上解決UV燈啟動(dòng)時(shí)大電流對(duì)電子開(kāi)關(guān)部件造成沖擊的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種智能消除UV燈沖擊的保護(hù)電路，包括MCU控制器、過(guò)零檢測(cè)模塊、安全電壓檢測(cè)模塊和電子開(kāi)關(guān)；
[0007]過(guò)零檢測(cè)模塊，檢測(cè)UV燈交流供電電源相電壓的近似零電勢(shì)點(diǎn)并輸出；
[0008]安全電壓檢測(cè)模塊，檢測(cè)UV燈電容電壓的安全電壓并輸出；
[0009]電子開(kāi)關(guān)，串聯(lián)在UV燈的交流供電回路中；
[0010]MCU控制器，輸入過(guò)零檢測(cè)模塊輸出的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和安全電壓檢測(cè)模塊輸出的安全電壓檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)該過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和安全電壓檢測(cè)信號(hào)輸出控制信號(hào)，控制電子開(kāi)關(guān)的通斷。
[0011]在一種實(shí)施方式中，所述電子開(kāi)關(guān)包含驅(qū)動(dòng)模塊和繼電器，所述M⑶控制器經(jīng)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)繼電器工作，通過(guò)繼電器觸點(diǎn)的吸合或斷開(kāi)，執(zhí)行UV燈的打開(kāi)或關(guān)閉。
[0012]所述過(guò)零檢測(cè)模塊最佳包含整流模塊和光電耦合模塊，UV燈的交流供電電源經(jīng)整流模塊整流后輸送至光電耦合模塊，該光電耦合模塊輸出在UV燈交流供電電源相電壓的零電勢(shì)點(diǎn)附近發(fā)生跳變的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)。在一種實(shí)施方式中，所述整流模塊采用半波整流模塊，該半波整流模塊包含二極管D2，對(duì)UV燈的交流供電電源做半波整流，所述光電耦合模塊包含光電親合器U2，設(shè)于光電親合器U2輸入端的限流保護(hù)電阻R5、R6，設(shè)于光電親合器U2輸出端的上拉電阻R7和起阻容濾波作用的電阻R8、電容C2。所述過(guò)零檢測(cè)模塊通過(guò)隔離檢測(cè)的方式，檢測(cè)UV燈供電電源相電壓的近似零電勢(shì)點(diǎn)，為電子開(kāi)關(guān)的通斷提供基點(diǎn)。
[0013]所述安全電壓檢測(cè)模塊最佳包含整流模塊和和光電耦合模塊，UV燈的電容電壓經(jīng)整流模塊整流后輸送至光電耦合模塊，該光電耦合模塊輸出在UV燈電容電壓的安全電壓發(fā)生跳變的安全電壓檢測(cè)信號(hào)。在一種實(shí)施方式中，所述整流模塊采用半波整流模塊，該半波整流模塊包含二極管Dl，對(duì)UV燈的電容電壓做半波整流，所述光電耦合模塊包含光電耦合器U1，設(shè)于光電耦合器Ul輸入端的限流保護(hù)電阻R1、R2，設(shè)于光電耦合器Ul輸出端的上拉電阻R3和起阻容濾波作用的電阻R4、電容Cl。所述安全電壓檢測(cè)模塊主要是檢測(cè)UV燈電容的存儲(chǔ)電壓，只有當(dāng)電容電壓下降到安全電壓以下并且供電電源電流在近似零電流點(diǎn)區(qū)域，才允許重新接通或斷開(kāi)電子開(kāi)關(guān)。
[0014]本實(shí)用新型通過(guò)安全電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)UV燈的電容電壓值，同時(shí)通過(guò)過(guò)零檢測(cè)模塊檢測(cè)UV燈供電電源相電壓的近似零電勢(shì)點(diǎn)，MCU控制器一旦檢測(cè)到UV燈電容的電壓值下降到所定義的安全電壓以下，并且供電電源相電壓在近似零電勢(shì)點(diǎn)位置，就可以按設(shè)定延時(shí)時(shí)間延時(shí)輸出控制信號(hào)控制電子開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)，使電子開(kāi)關(guān)在電流的近似零電流點(diǎn)區(qū)域真正接通或斷開(kāi)，這時(shí)，電流沖擊最小，達(dá)到智能消除UV燈沖擊的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是實(shí)施例的電路方框圖；
[0016]圖2是實(shí)施例的電路原理圖；
[0017]圖3是實(shí)施例的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)UB和UV燈供電電源半波整流后的電壓UF對(duì)應(yīng)示意圖；
[0018]圖4是UV燈交流供電電源相電壓近似零電勢(shì)點(diǎn)檢測(cè)示意圖；
[0019]圖5是UV燈啟動(dòng)電流IC曲線和電容電壓UC釋放曲線示意圖；
[0020 ]圖6是UV燈交流供電電源電流I和相電壓U的對(duì)應(yīng)時(shí)間控制曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0022]如圖1所示，實(shí)施例包括電源模塊、MCU控制器、過(guò)零檢測(cè)模塊、安全電壓檢測(cè)模塊和電子開(kāi)關(guān);電源模塊給MCU控制器和UV燈提供所需電源，過(guò)零檢測(cè)模塊檢測(cè)UV燈交流供電電源的相電壓近似零電勢(shì)點(diǎn)并輸出；安全電壓檢測(cè)模塊檢測(cè)UV燈電容電壓的安全電壓并輸出；電子開(kāi)關(guān)串聯(lián)在UV燈的交流供電回路中;MCU控制器輸入過(guò)零檢測(cè)模塊輸出的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和安全電壓檢測(cè)模塊輸出的安全電壓檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)該過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和安全電壓檢測(cè)信號(hào)輸出控制信號(hào)，控制電子開(kāi)關(guān)的通斷，以接通或切斷UV燈交流供電回路。
[0023]如圖2所示，實(shí)施例的過(guò)零檢測(cè)模塊包含半波整流模塊和光電耦合模塊，UV燈的交流供電電源經(jīng)半波整流模塊整流后輸送至光電耦合模塊，該光電耦合模塊輸出在UV燈交流供電電源相電壓的近似零電勢(shì)點(diǎn)附近發(fā)生跳變的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)UB13UV燈的交流供給電源連接L端和N端，半波整流模塊包含二極管D2，對(duì)UV燈的交流供電電源做半波整流，光電耦合模塊包含光電親合器U2、設(shè)于光電親合器U2輸入端的限流保護(hù)電阻R5、R6，設(shè)于光電親合器U2輸出端的上拉電阻R7和起阻容濾波作用的電阻R8、電容C2。
[0024]如圖2所示，實(shí)施例的安全電壓檢測(cè)模塊包含半波整流模塊和和光電耦合模塊，UV燈的電容電壓UC經(jīng)半波整流模塊整流后輸送至光電耦合模塊，該光電耦合模塊輸出在UV燈電容電壓的安全電壓發(fā)生跳變的安全電壓檢測(cè)信號(hào)UA WV燈的電容電壓UC取自C端和N端，半波整流模塊包含二極管Dl，對(duì)UV燈的電容電壓UC做半波整流，所述光電耦合模塊包含光電親合器UI，設(shè)于光電親合器UI輸入端的限流保護(hù)電阻R1、R2，設(shè)于光電親合器UI輸出端的上拉電阻R3和起阻容濾波作用的電阻R4、電容Cl。
[0025]如圖2所示，實(shí)施例的電子開(kāi)關(guān)包含驅(qū)動(dòng)模塊和繼電器RLY，MCU控制器的端口 D輸出控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)繼電器RLY吸合或斷開(kāi)，該繼電器RLY的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)串聯(lián)在UV燈的交流供電回路中，用于接通或切斷UV燈交流供電回路，驅(qū)動(dòng)模塊包含電阻R9和三級(jí)管Ql，以驅(qū)動(dòng)繼電器RLY的線圈通電與否。
[0026]如圖1，圖2所示，M⑶控制器的端口B輸入過(guò)零檢測(cè)模塊的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)UB，M⑶控制器的端口 A輸入安全電壓檢測(cè)模塊的安全電壓檢測(cè)信號(hào)UA，MCU控制器的端口 D輸出控制信號(hào)，該MCU控制器的端口 D連接驅(qū)動(dòng)模塊的電阻R9的一端。
[0027]如圖1所示，實(shí)施例是MCU控制器通過(guò)收集過(guò)零檢測(cè)模塊和安全電壓檢測(cè)模塊反饋的信息，發(fā)送指令驅(qū)動(dòng)電子開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)UV燈的開(kāi)/關(guān)控制。如圖2所示，D1、R1、R2、R3、R4、U1、Cl組成安全電壓檢測(cè)模塊，C點(diǎn)的電壓UC如果高于所定義的安全電壓，A點(diǎn)體現(xiàn)為低電平，C點(diǎn)的電壓UC如果低于所定義的安全電壓，A點(diǎn)體現(xiàn)為高電平，MCU控制器通過(guò)A點(diǎn)的電平變化檢測(cè)電容CBB的存儲(chǔ)電量。D2、R5、R6、R7、R8、U2、C2組成過(guò)零檢測(cè)模塊，D2把市電正弦交流電源的相電壓U整流為半波電壓UF波形，B點(diǎn)的電平變化為電源相電壓近似零電勢(shì)點(diǎn)的變化，如圖3所示，UF為UV燈交流供電電源半波整流后的電壓曲線，UB為過(guò)零檢測(cè)模塊的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)，是MCU控制器過(guò)零檢測(cè)端口 B的電平變化曲線。當(dāng)交流供電電源幅值在A1A2區(qū)間時(shí)，光電耦合器U2導(dǎo)通，此時(shí)MCU控制器端口 B體現(xiàn)為低電平，當(dāng)交流供電電源幅值在A2A5區(qū)間時(shí)，光電耦合器U2不導(dǎo)通，此時(shí)MCU控制器端口 B體現(xiàn)為高電平，在AI點(diǎn)、A5點(diǎn)近似零電勢(shì)點(diǎn)位置，MCU控制器過(guò)零檢測(cè)端口 B的電平從高電平到低電平跳變，從而，MCU控制器可以根據(jù)端口 B的電平變化，確定近似零電勢(shì)點(diǎn)位置AI和A5 ο如圖2所示，MCU控制器通過(guò)檢測(cè)B點(diǎn)的電平變化確認(rèn)零電勢(shì)點(diǎn)位置，通過(guò)檢測(cè)A點(diǎn)的電平變化檢測(cè)電容CBB的電壓，確認(rèn)下降到安全電壓以下，MCU控制器通過(guò)檢測(cè)A點(diǎn)和B點(diǎn)的信息，延時(shí)輸出高低電平控制信號(hào)到D點(diǎn)，通過(guò)NPN三極管Ql，驅(qū)動(dòng)繼電器RLY的吸合或斷開(kāi)，從而控制UV燈的亮滅。如圖4所示，T為交流供電電源的周期時(shí)間，與供電電源的頻率有關(guān)，如50HZ的市電頻率，T = 20MS，A1點(diǎn)和A5點(diǎn)為電源相電壓近似零電勢(shì)點(diǎn)，A3點(diǎn)為電源相電壓零電勢(shì)點(diǎn)。如圖5所示，為UV燈啟動(dòng)電流IC曲線和電容電壓UC曲線，從圖中可以看到，UV燈在Ts時(shí)間后在H點(diǎn)為穩(wěn)定的電流點(diǎn)，此時(shí)的電流值穩(wěn)定，電流小，但是在啟動(dòng)過(guò)程中，F(xiàn)點(diǎn)的電流值是H點(diǎn)的電流值5-10倍;從電容電壓UC釋放曲線可以看到，電容CBB在UV燈啟動(dòng)后，在Ts時(shí)間后達(dá)到最大值，然后慢慢下降，在Tc位置下降到最小值并接近穩(wěn)定電壓，E點(diǎn)為釋放安全電壓;如圖6所示，為時(shí)間控制曲線示意圖；如圖5所示，E點(diǎn)為電容電壓安全電壓點(diǎn)，當(dāng)MCU控制器檢測(cè)到電容CBB的存儲(chǔ)電壓高于E點(diǎn)電壓的時(shí)候，不允許繼電器RLY吸合或斷開(kāi)，當(dāng)電容電壓UC下降到E點(diǎn)電壓以下時(shí)，此時(shí)電容電壓為安全電容電壓，此時(shí)滿足繼電器吸合或斷開(kāi)的基本條件，但是要繼電器吸合或斷開(kāi)還需要檢測(cè)零電勢(shì)點(diǎn)的狀態(tài);在安全電容電壓的條件下，如圖6所示，Tl為近似零電流點(diǎn)時(shí)間區(qū)域，處于A41A43區(qū)間，A42點(diǎn)為電流零點(diǎn)，A41A42區(qū)間等于A42A43區(qū)間等于OAl區(qū)間，在TI時(shí)間區(qū)域吸合或斷開(kāi)繼電器，此時(shí)承受的電流最小，引起的沖擊最小，拉弧能量沖擊最小。為了達(dá)到繼電器在Tl時(shí)間區(qū)域吸合或斷開(kāi)，就必須找到供電電源相電壓U的零電勢(shì)點(diǎn)和繼電器的機(jī)械吸合時(shí)間，所以需要過(guò)零檢測(cè)模塊檢測(cè)UV燈電源的近似零電勢(shì)點(diǎn)，如圖3所示，通過(guò)MCU控制器檢測(cè)過(guò)零檢測(cè)模塊的信號(hào)，可以檢測(cè)到Al點(diǎn)和A5點(diǎn)為近似零電勢(shì)點(diǎn)。如圖6所示，T3為從檢測(cè)到近似零電勢(shì)點(diǎn)Al延時(shí)到MCU控制器的端口 D發(fā)送指令給驅(qū)動(dòng)模塊的時(shí)間，T為UV燈交流供電電源周期，Tl為近似電流零點(diǎn)的時(shí)間區(qū)域，通過(guò)示波器觀察得到，是允許繼電器吸合或斷開(kāi)的允許區(qū)間，T2為繼電器的機(jī)械吸合時(shí)間，通過(guò)查器件規(guī)格書(shū)可知。UV燈串接電容體現(xiàn)為純電容特性阻抗，如圖6所示，容性負(fù)載電流I和電壓U相差90°。
[0028]Τ3 的時(shí)間值為:Τ3 = 0.75Τ-Τ1-Τ2;
[0029]MCU控制器在檢測(cè)到電容電壓下降到安全電壓以下且檢測(cè)到近似零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)，延時(shí)Τ3時(shí)間輸出吸合或斷開(kāi)控制信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)模塊控制繼電器動(dòng)作，繼電器延時(shí)Τ2時(shí)間吸合或斷開(kāi)，執(zhí)行UV燈開(kāi)關(guān)運(yùn)行，此時(shí)，繼電器是在Tl時(shí)間區(qū)域吸合或斷開(kāi)，承受的電流沖擊最小，拉弧和能量沖擊最小，故UV燈開(kāi)啟造成的沖擊最小。MCU控制器檢測(cè)到電容電壓在安全電壓以上或檢測(cè)不到近似零電勢(shì)點(diǎn)時(shí)，控制繼電器禁止吸合或斷開(kāi)，禁止執(zhí)行UV燈開(kāi)關(guān)運(yùn)行，以此達(dá)到智能消除UV燈沖擊的效果。
[0030]過(guò)零檢測(cè)模塊檢測(cè)電壓的近似零電勢(shì)點(diǎn)，MCU控制器在電壓的近似零電勢(shì)點(diǎn)延時(shí)T3時(shí)間輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，該繼電器能剛好在電流的近似零電流點(diǎn)時(shí)間區(qū)域TI內(nèi)吸合或釋放。
[0031]實(shí)施例的電子開(kāi)關(guān)包含驅(qū)動(dòng)模塊和繼電器RLY，當(dāng)然，也可以采用其它類型的電子開(kāi)關(guān)。
[0032]智能消除UV燈沖擊就是MCU控制器在UV燈電容殘余電壓降到安全電壓下確保電子開(kāi)關(guān)在UV燈交流供電電源的電流近似零電流點(diǎn)時(shí)間區(qū)域Tl內(nèi)閉合或斷開(kāi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能消除UV燈沖擊的保護(hù)電路，其特征在于:包括MCU控制器、過(guò)零檢測(cè)模塊、安全電壓檢測(cè)模塊和電子開(kāi)關(guān)； 過(guò)零檢測(cè)模塊，檢測(cè)UV燈交流供電電源相電壓的近似零電勢(shì)點(diǎn)并輸出； 安全電壓檢測(cè)模塊，檢測(cè)UV燈電容電壓的安全電壓并輸出； 電子開(kāi)關(guān)，串聯(lián)在UV燈的交流供電回路中； MCU控制器，輸入過(guò)零檢測(cè)模塊輸出的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和安全電壓檢測(cè)模塊輸出的安全電壓檢測(cè)信號(hào)，根據(jù)該過(guò)零檢測(cè)信號(hào)和安全電壓檢測(cè)信號(hào)輸出控制信號(hào)，控制電子開(kāi)關(guān)的通斷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于:所述電子開(kāi)關(guān)包含驅(qū)動(dòng)模塊和繼電器，所述MCU控制器經(jīng)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)繼電器工作。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于:所述過(guò)零檢測(cè)模塊包含整流模塊和光電耦合模塊，UV燈的交流供電電源經(jīng)整流模塊整流后輸送至光電耦合模塊，該光電耦合模塊輸出在UV燈交流供電電源相電壓的零電勢(shì)點(diǎn)附近發(fā)生跳變的過(guò)零檢測(cè)信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)電路，其特征在于:所述整流模塊采用半波整流模塊，該半波整流模塊包含二極管D2，對(duì)UV燈的交流供電電源做半波整流，所述光電耦合模塊包含光電親合器U2，設(shè)于光電親合器U2輸入端的限流保護(hù)電阻R5、R6，設(shè)于光電親合器U2輸出端的上拉電阻R7和起阻容濾波作用的電阻R8、電容C2。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于:所述安全電壓檢測(cè)模塊包含整流模塊和光電耦合模塊，UV燈的電容電壓經(jīng)整流模塊整流后輸送至光電耦合模塊，該光電耦合模塊輸出在UV燈電容電壓的安全電壓發(fā)生跳變的安全電壓檢測(cè)信號(hào)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保護(hù)電路，其特征在于:所述整流模塊采用半波整流模塊，該半波整流模塊包含二極管Dl，對(duì)UV燈的電容電壓做半波整流，所述光電耦合模塊包含光電耦合器Ul，設(shè)于光電耦合器Ul輸入端的限流保護(hù)電阻R1、R2，設(shè)于光電耦合器Ul輸出端的上拉電阻R3和起阻容濾波作用的電阻R4、電容Cl。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK205584598SQ201620421827
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】彭東, 童威云
【申請(qǐng)人】廣東好太太智能科技有限公司