功率器件的開關(guān)控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及開關(guān)控制電路領(lǐng)域，尤其涉及對功率器件的開關(guān)控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些家用的較大功率器件(如電視機、洗衣機、節(jié)能燈等)的使用中，常需要進行開、關(guān)(主要通過繼電器)切換控制。但是這些功率器件的開關(guān)控制電路在對開關(guān)進行通斷切換的過程需要盡可能地避免火花出現(xiàn)，以保證這些功率器件的使用安全。如CN101820274A提出利用控制開關(guān)晶體管的斷開與導通來避免電控機械開關(guān)器件(如繼電器)在進行通斷切換的過程火花的產(chǎn)生，但是其成本較高且不能用于更大功率器件中。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]因此，針對上述問題，本實用新型提出一種功率器件的開關(guān)控制電路來解決。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種功率器件的開關(guān)控制電路，包括:一電控機械開關(guān)控制電路、一過零點信號采集電路、一開關(guān)電路及一控制電路，
[0006]該電控機械開關(guān)控制電路與一功率器件串聯(lián)并連接于交流電源，構(gòu)成的一開關(guān)回路；
[0007]該過零點信號采集電路和開關(guān)電路串聯(lián)后與該開關(guān)回路旁接，構(gòu)成一個檢測回路；
[0008]該過零點信號采集電路的輸出端和一控制電路的信號采集端口連接；
[0009]該開關(guān)電路的開關(guān)控制輸入端與控制電路的控制輸出端連接；
[0010]該控制電路的另一控制輸出端連接于該電控機械開關(guān)控制電路的開關(guān)控制端。
[0011]進一步的，該電控機械開關(guān)控制電路是繼電器開關(guān)控制電路，由二個驅(qū)動三極管構(gòu)成的二級驅(qū)動電路和與之連接的一個常開繼電器構(gòu)成。
[0012]進一步的，該零點信號采集電路是采用一光耦器件和與之連接的PNP三極管及外圍電阻器件構(gòu)成的過零點信號采集電路。
[0013]進一步的，該開關(guān)電路是一個光親器件的開關(guān)控制電路。
[0014]進一步的，該控制電路是以一單片機芯片及其外圍器件構(gòu)成的單片機控制電路。
[0015]本實用新型采用如上技術(shù)方案實現(xiàn)，可以避免了大功率器件的開關(guān)控制電路在對開關(guān)進行通斷切換的過程發(fā)生打火花現(xiàn)象，同時也不影響開關(guān)控制電路的正常使用，且實現(xiàn)電路成本低廉，具有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的一實施例的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]為了避免電控機械開關(guān)器件(如繼電器)在進行通斷切換的過程火花的產(chǎn)生，本實用新型提出一種功率器件的開關(guān)控制電路，該開關(guān)控制電路是利用延時切換的方式實現(xiàn)開關(guān)控制操作的，具體是:該開關(guān)控制電路的過零點信號采集電路先采集到交流電網(wǎng)的過零點信號，然后控制電路控制一計時器即刻同步控制器的過零點計時周期，同時通過一開關(guān)電路來斷開該過零點信號采集電路的檢測回路，在功率器件的開關(guān)控制電路接收到外部輸入的通斷控制操作指令時，控制電路延時至下一個交流電網(wǎng)的過零點時刻，再輸出使電控機械開關(guān)控制電路控制電控機械開關(guān)器件執(zhí)行通斷切換。
[0018]為了更加清楚地展示本實用新型，下面結(jié)合一個具體的實施例來詳細說明。
[0019]參閱圖1所示，本實用新型的功率器件的開關(guān)控制方法可以利用以下電路實現(xiàn)，作為電控機械開關(guān)控制電路的一繼電器開關(guān)控制電路10與一功率器件串聯(lián)并連接于AC市電，構(gòu)成的一開關(guān)回路，一過零點信號采集電路20和一開關(guān)電路40串聯(lián)后與該開關(guān)回路旁接，構(gòu)成一個檢測回路，該過零點信號采集電路20的輸出端和一控制電路30的信號采集端口連接，該開關(guān)電路40的開關(guān)控制輸入端與控制電路30的控制輸出端連接，該控制電路30的另一控制輸出端連接于該繼電器開關(guān)控制電路10的開關(guān)控制端。
[0020]其中該實施例中，該電路中的功率器件是以節(jié)能燈DSl為例，接有功率器件節(jié)能燈DSl與一個繼電器開關(guān)控制電路10串聯(lián)，并兩輸入端Jl連接于市電(火線L、零線N)構(gòu)成一個開關(guān)回路。該繼電器開關(guān)控制電路10是由一個常開繼電器Kl和驅(qū)動三極管Q2、Q3構(gòu)成的二級驅(qū)動電路構(gòu)成。當使用較大功率的節(jié)能燈DSl時，在繼電器開關(guān)控制電路10進行通斷切換的過程，常會有打火花現(xiàn)象發(fā)生，大大影響使用安全。因此，需要借助本實用新型上述的開關(guān)控制方法來使該繼電器開關(guān)控制電路10進行通斷切換發(fā)生在該開關(guān)回路(即市電)的過零點時刻。具體是通過并聯(lián)一個過零點信號采集電路20來進行過零點信號采集，該實施例的過零點信號采集電路20是利用光耦器件U2、PNP三極管Ql及外圍電阻器件Rl、R3-R5構(gòu)成的過零點信號采集電路，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)的其他過零點信號采集電路替代。
[0021]當該過零點信號采集電路20采集的過零點信號經(jīng)過電阻器件R5傳輸給控制電路30的信號采集端口連接，該實施例的控制電路30是以一 AT89C2051型號單片機芯片及其外圍器件構(gòu)成的單片機控制電路為例，則電阻器件R5傳輸?shù)男盘柵c該單片機芯片Ul的中斷端口 P3.3連接，從而每當該過零點信號采集電路20輸入過零點信號時，則該單片機芯片Ul產(chǎn)生一個中斷并及時記錄該過零點信號的時間。該開關(guān)控制方法中的計時器可以借由該單片機芯片Ul的軟件計時器來實現(xiàn)，該控制電路30根據(jù)接收到的相鄰兩個過零點信號產(chǎn)生中斷的間隔時間Λ t來作為一個標準的過零點計時周期Tgl?；蛘撸部梢詣t該單片機芯片Ul連接一個計時器芯片來實現(xiàn)硬件計時。
[0022]在該電路首次接通于AC市電時，由于繼電器開關(guān)控制電路10是常開狀態(tài)不導通，而旁接的檢測回路先形成一個導通回路(過零點信號采集電路20的光耦器件U2輸入端處于導通，開關(guān)電路40由控制電路30控制導通)，然后由該過零點信號采集電路20進行過零點信號采集，當該控制電路30接收并記錄了相鄰兩個過零點信號產(chǎn)生中斷的間隔時間Λ作為一個標準的過零點計時周期Tgl，完成計時器的過零點計時周期的同步校準后，由該控制電路30再輸出一個開關(guān)控制信號(單片機芯片Ul的Pl.0端口)來使開關(guān)電路40的開關(guān)斷開，從而斷開對開關(guān)回路進行過零點信號采集通道(即斷開旁接的檢測回路)。該開關(guān)電路40是由一個光耦器件U3的開關(guān)控制電路實現(xiàn)，是一種具有光電隔離的開關(guān)器件。
[0023]這樣做的目的在于，當控制電路30接收并記錄個標準的過零點計時周期Tgl，該過零點計時周期Tgl就可以作為一個標準使用，因為AC電網(wǎng)的正弦波是十分穩(wěn)定的，沒必要一直采集相鄰兩個過零點信號產(chǎn)生中斷的間隔時間Λ，否則會因該檢測回路的持續(xù)導通而對接有功率器件的開關(guān)回路產(chǎn)生干擾，如使節(jié)能燈DSl在關(guān)閉時發(fā)生閃爍(鬼火現(xiàn)象)。當在某一時刻Ti對功率器件的開關(guān)回路發(fā)出導通控制操作指令時，例如由一遙控器或者智能家居控制器發(fā)出關(guān)閉節(jié)能燈DSl的指令時(根據(jù)輸入方式不同，控制電路30可能還連接有遙控器接收電路或者通信電路用以接收該關(guān)閉指令，圖1的該實施例簡化未畫出)，則與控制電路30根據(jù)計時器的計時而使其延時至下一個交流電網(wǎng)的過零點時刻，再發(fā)出一個控制信號，而使與該控制電路30控制輸出端連接的該繼電器開關(guān)控制電路10的開關(guān)器件(常開繼電器Kl)執(zhí)行斷開切換操作，則延時操作時間Tys=Tgl-Ti;當在某另一時刻對功率器件的開關(guān)回路發(fā)出斷開控制操作指令時，與之相同，該控制電路30也是根據(jù)計時器的計時而延時至其下一個過零點時刻到來，再使該繼電器開關(guān)控制電路10開關(guān)器件執(zhí)行導通切換操作，不再重復說明。
[0024]這樣，本實用新型利用延時切換開關(guān)的方式來對功率器件的開關(guān)回路進行操作，該開關(guān)控制電路的過零點信號采集電路先采集到交流電網(wǎng)的過零點信號，然后控制電路控制一計時器即刻同步控制器的過零點計時周期，同時通過一開關(guān)電路來斷開該過零點信號采集電路的檢測回路，在功率器件的開關(guān)控制電路接收到外部輸入的通斷控制操作指令時，控制電路延時至下一個交流電網(wǎng)的過零點時刻，再輸出使電控機械開關(guān)控制電路控制電控機械開關(guān)器件執(zhí)行通斷切換。從而避免了大功率器件的開關(guān)控制電路在對開關(guān)進行通斷切換的過程發(fā)生打火花現(xiàn)象，同時也不影響開關(guān)控制電路的正常使用，且實現(xiàn)電路成本低廉，具有良好的應用前景。
[0025]盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種功率器件的開關(guān)控制電路，其特征在于，包括:一電控機械開關(guān)控制電路、一過零點信號采集電路、一開關(guān)電路及一控制電路， 該電控機械開關(guān)控制電路與一功率器件串聯(lián)并連接于交流電源，構(gòu)成一開關(guān)回路； 該過零點信號采集電路和開關(guān)電路串聯(lián)后與該開關(guān)回路旁接，構(gòu)成一個檢測回路； 該過零點信號采集電路的輸出端和一控制電路的信號采集端口連接； 該開關(guān)電路的開關(guān)控制輸入端與控制電路的控制輸出端連接； 該控制電路的另一控制輸出端連接于該電控機械開關(guān)控制電路的開關(guān)控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的開關(guān)控制電路，其特征在于:該電控機械開關(guān)控制電路是繼電器開關(guān)控制電路，由二個驅(qū)動三極管構(gòu)成的二級驅(qū)動電路和與之連接的一個常開繼電器構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的開關(guān)控制電路，其特征在于:該零點信號采集電路是采用一光耦器件和與之連接的PNP三極管及外圍電阻器件構(gòu)成的過零點信號采集電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的開關(guān)控制電路，其特征在于:該開關(guān)電路是一個光親器件的開關(guān)控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的開關(guān)控制電路，其特征在于:該控制電路是以一單片機芯片及其外圍器件構(gòu)成的單片機控制電路。
【專利摘要】本實用新型涉及開關(guān)控制電路領(lǐng)域，尤其涉及對功率器件的開關(guān)控制。本實用新型提出一種功率器件的開關(guān)控制電路，包括：一電控機械開關(guān)控制電路、一過零點信號采集電路、一開關(guān)電路及一控制電路，該電控機械開關(guān)控制電路與一功率器件串聯(lián)并連接于交流電源，構(gòu)成一開關(guān)回路；該過零點信號采集電路和開關(guān)電路串聯(lián)后與該開關(guān)回路旁接，構(gòu)成一個檢測回路；該過零點信號采集電路的輸出端和一控制電路的信號采集端口連接；該開關(guān)電路的開關(guān)控制輸入端與控制電路的控制輸出端連接；該控制電路的另一控制輸出端連接于該電控機械開關(guān)控制電路的開關(guān)控制端。本實用新型避免了大功率器件的開關(guān)控制電路在對開關(guān)進行通斷切換的過程發(fā)生打火花現(xiàn)象。
【IPC分類】H03K17-13, G05B19-042
【公開號】CN204304962
【申請?zhí)枴緾N201520021551
【發(fā)明人】鄭發(fā)輝, 蘇雅瓊, 陳俊友
【申請人】廈門海瑞斯智能有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月14日