一種繼電器零點(diǎn)開啟控制電路的制作方法

本實(shí)用新型涉及電器設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種繼電器零點(diǎn)開啟控制電路。

背景技術(shù)：

在智能家居、移動家用電器等智能控制技術(shù)中，最關(guān)鍵的控制之一就是對不同性質(zhì)負(fù)載（如容性、感性負(fù)載）及不同功率負(fù)載（如大功率、小功率負(fù)載）的開斷控制。由于容性負(fù)載或者冷態(tài)的白熾燈等負(fù)載在啟動時(shí)的瞬間電阻值非常低，因此在控制負(fù)載接通的瞬間，電源會產(chǎn)生近似短路的現(xiàn)象，其瞬間的沖擊電流是正常工作時(shí)的10倍甚至100倍，這種大電流如果通過繼電器的觸點(diǎn)會產(chǎn)生很大的熱量直接燒壞觸點(diǎn)，造成繼電器觸點(diǎn)粘連，縮短繼電器的壽命。所以通常采用過零控制的方式來減少沖擊電流來延長繼電器的壽命。

然而，目前的繼電器過零控制電路大多存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、體積較大、繼電器使用壽命不長和不夠可靠的缺陷，難以滿足智能控制技術(shù)的高要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于：提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、體積小、繼電器使用壽命長和可靠的繼電器零點(diǎn)開啟控制電路。

本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：

一種繼電器零點(diǎn)開啟控制電路，包括MCU、非隔離電源、第一過零檢測電路、交流電源、繼電器、負(fù)載輸出端、第二過零檢測電路和12V電源，所述非隔離電源的輸出端和交流電源的火線均與第一過零檢測電路的輸入端連接，所述第一過零檢測電路的輸出端與MCU的第一AD采樣端連接，所述交流電源的火線還與繼電器開關(guān)觸點(diǎn)的一端連接，所述繼電器開關(guān)觸點(diǎn)的另一端以及負(fù)載輸出端均與第二過零檢測電路的輸入端連接，所述第二過零檢測電路的輸出端與MCU的第二AD采樣端連接，所述交流電源的零線接地，所述12V電源通過繼電器的控制端進(jìn)而與MCU的IO口連接。

進(jìn)一步，所述第一過零檢測電路包括第一二極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，所述非隔離電源的輸出端以及交流電源的火線均與第一二極管的陽極連接，所述第一二極管的陰極通過第一電阻進(jìn)而與第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端分別與第三電阻的一端以及第四電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端接地，所述第四電阻的另一端與MCU的第一AD采樣端連接。

進(jìn)一步，所述第二過零檢測電路包括第二二極管、第五電阻、第六電阻、第七電阻和第八電阻，所述繼電器開關(guān)觸點(diǎn)以及負(fù)載輸出端均與第二二極管的陽極連接，所述第二二極管的陰極通過第五電阻進(jìn)而與第六電阻的一端連接，所述第六電阻的另一端分別與第七電阻的一端以及第八電阻的一端連接，所述第七電阻的另一端接地，所述第八電阻的另一端與MCU的第二AD采樣端連接。

進(jìn)一步，還包括NPN型三極管和第九電阻，所述繼電器的控制端與NPN型三極管的集電極連接，所述NPN型三極管的基極與第九電阻的一端連接，所述第九電阻的另一端與MCU的IO口連接，所述NPN型三極管的發(fā)射極接地。

進(jìn)一步，還包括第一電容和穩(wěn)壓管，所述第一電容的一端以及穩(wěn)壓管的陰極均與第四電阻連接，所述第一電容的另一端以及穩(wěn)壓管的陽極均接地。

進(jìn)一步，還包括第二電容，所述第二電容的一端與第八電阻連接，所述第二電容的另一端接地。

進(jìn)一步，所述繼電器開關(guān)觸點(diǎn)為常開觸點(diǎn)。

本實(shí)用新型的有益效果是：包括MCU、非隔離電源、第一過零檢測電路、交流電源、繼電器、負(fù)載輸出端、第二過零檢測電路、12V電源和三極管，結(jié)構(gòu)簡單，成本低且體積??；增設(shè)了第一過零檢測電路和第二過零檢測電路，不僅能通過第一過零檢測電路配合MCU以及非隔離電源完成交流電源的過零檢測，而且能通過第二過零檢測電路配合MCU實(shí)現(xiàn)負(fù)載電壓的過零檢測，為繼電器的過零點(diǎn)控制提供了更加可靠的支持，大大提高了繼電器的使用壽命。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種繼電器零點(diǎn)開啟控制電路的功能模塊框圖；

圖2為本實(shí)用新型一種繼電器零點(diǎn)開啟控制電路的電路原理圖。

附圖標(biāo)記：L、交流電源的火線；N、交流電源的零線；M1、非隔離電源；VCC、MCU或M1的外接電源；GND、接地端；D1、第一二極管；R1、第一電阻；R2、第二電阻；R3、第三電阻；R4、第四電阻；Z1、穩(wěn)壓管；C1、第一電容；RY1、繼電器；load out、負(fù)載輸出端；D2、第二二極管；R5、第五電阻；R6、第六電阻；R7、第七電阻；R8、第八電阻；C2、第二電容；+12V、12V電源；Q1、NPN型三極管；R9、第九電阻；IO、MCU的IO口；AD0、MCU的第一AD采樣端；AD1、MCU的第二AD采樣端。

具體實(shí)施方式

參照圖1和2，一種繼電器零點(diǎn)開啟控制電路，包括MCU、非隔離電源M1、第一過零檢測電路、交流電源、繼電器RY1、負(fù)載輸出端load out、第二過零檢測電路和12V電源，所述非隔離電源M1的輸出端和交流電源的火線L均與第一過零檢測電路的輸入端連接，所述第一過零檢測電路的輸出端與MCU的第一AD采樣端AD0連接，所述交流電源的火線L還與繼電器RY1開關(guān)觸點(diǎn)的一端連接，所述繼電器RY1開關(guān)觸點(diǎn)的另一端以及負(fù)載輸出端load out均與第二過零檢測電路的輸入端連接，所述第二過零檢測電路的輸出端與MCU的第二AD采樣端AD1連接，所述交流電源的零線N接地。

參照圖1和圖2，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一過零檢測電路包括第一二極管D1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和第四電阻R4，所述非隔離電源M1的輸出端以及交流電源的火線L均與第一二極管D1的陽極連接，所述第一二極管D1的陰極通過第一電阻R1進(jìn)而與第二電阻R2的一端連接，所述第二電阻R2的另一端分別與第三電阻R3的一端以及第四電阻R4的一端連接，所述第三電阻R3的另一端接地，所述第四電阻R4的另一端與MCU的第一AD采樣端AD0連接。

參照圖1和圖2，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第二過零檢測電路包括第二二極管D2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7和第八電阻R8，所述繼電器RY1開關(guān)觸點(diǎn)以及負(fù)載輸出端load out均與第二二極管D2的陽極連接，所述第二二極管D2的陰極通過第五電阻R5進(jìn)而與第六電阻R6的一端連接，所述第六電阻R6的另一端分別與第七電阻R7的一端以及第八電阻R8的一端連接，所述第七電阻R7的另一端接地，所述第八電阻R8的另一端與MCU的第二AD采樣端AD1連接。

參照圖1和圖2，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括NPN型三極管Q1和第九電阻R9，所述繼電器RY1的控制端與NPN型三極管Q1的集電極連接，所述NPN型三極管Q1的基極與第九電阻R9的一端連接，所述第九電阻R9的另一端與MCU的IO口連接，所述NPN型三極管Q1的發(fā)射極接地

參照圖1和圖2，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括第一電容C1和穩(wěn)壓管Z1，所述第一電容C1的一端以及穩(wěn)壓管Z1的陰極均與第四電阻R4連接，所述第一電容C1的另一端以及穩(wěn)壓管Z1的陽極均接地。

參照圖1和圖2，進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，還包括第二電容C2，所述第二電容C2的一端與第八電阻R8連接，所述第二電容C2的另一端接地。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述繼電器開關(guān)觸點(diǎn)為常開觸點(diǎn)。

下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一

參照圖1和圖2，本實(shí)用新型的第一實(shí)施例：

針對現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、體積較大、壽命不長和不夠可靠的缺陷，本實(shí)用新型提出了一種全新的繼電器零點(diǎn)開啟控制電路，能配合非隔離電源一起使用，大大提高了繼電器的壽命。本實(shí)用新型的控制電路主要包括MCU、非隔離電源、第一過零檢測電路、交流電源、繼電器、負(fù)載輸出端、第二過零檢測電路、12V電源和NPN晶體管。

其中，非隔離電源，用于為交流電源電壓的過零點(diǎn)檢測提供參考電壓信號。

交流電源，用于輸入小于280V的高壓交流信號。

第一過零點(diǎn)檢測電路，用于配合MCU對交流電源的過零點(diǎn)進(jìn)行檢測，其主要由D1、R1、R2、R3 、R4、Z1和C1組成。D1、R1、R2和R3 組成整流分壓電路，將交流電源輸入的高壓轉(zhuǎn)換成低壓； Z1、R4和C1主要起穩(wěn)壓和濾波的作用。

第二過零點(diǎn)檢測電路，用于配合MCU對負(fù)載電壓的過零點(diǎn)進(jìn)行檢測，其主要由D2、R5、R6、R7、R8和C2組成。D2、R5、R6、R7組成整流分壓電路，將負(fù)載輸出的高壓（該電壓可將交流電源接入負(fù)載后得到）轉(zhuǎn)換為小于4V的低壓；R8和C2主要起濾波的作用。

NPN型三極管，主要用于驅(qū)動繼電器。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

1、交流電源輸入的高壓信號由D1、R1、R2和R3組成整流分壓電路進(jìn)行分壓后，轉(zhuǎn)換成低壓信號。該低壓信號與非隔離電源的參考電壓信號一起，經(jīng)R4和C1濾波以及Z1穩(wěn)壓后送入MCU的AD0口，最后由MCU的高速AD采樣端AD0采樣并配合MCU完成交流電源的過零點(diǎn)檢測。

2、負(fù)載輸出的高壓由D2、R5、R6和R7組成整流分壓電路進(jìn)行分壓后，轉(zhuǎn)換成低壓信號，然后經(jīng)R9和C2濾波送入MCU的AD1口，最后由MCU高速的高速AD采樣端AD1采樣并配合MCU完成負(fù)載電壓的過零點(diǎn)檢測。

3、由步驟1和2檢測出交流電源的過零點(diǎn)以及負(fù)載電壓的過零點(diǎn)后，MCU即可根據(jù)這兩個(gè)零點(diǎn)觸發(fā)相應(yīng)的時(shí)間控制信號，配合NPN型三極管控制繼電器的開關(guān)觸點(diǎn)在過零點(diǎn)閉合，以減少沖擊電流和延長繼電器的壽命。實(shí)際的應(yīng)用表明，采用本實(shí)用新型的控制電路結(jié)構(gòu)后，繼電器的使用壽命得到了顯著的提高。

本實(shí)用新型MCU雖然涉及過零點(diǎn)檢測和觸發(fā)時(shí)間控制信號等數(shù)據(jù)處理的過程，但其均可采用現(xiàn)有的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)，在此不再詳細(xì)描述。

以上是對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本實(shí)用新型并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。