CN108807076B - 一种继电器控制方法、控制板、壁挂炉及热水器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电子电路领域，提供了一种继电器控制方法、控制板、壁挂炉及热水器。上述的继电器控制方法包括：获取电路电源信号的电压过零点t0；获取所述电源信号的周期T；获取延时时间；根据所述电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时刻t1，以使所述继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8。本发明实施例提供的继电器控制方法，使继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8，在此区间时感性负载的电流较小，继电器在断开时不会产生拉弧，避免了背景技术中继电器在每次断开时都会产生拉弧而损坏继电器触头的情况发生，提高了继电器使用寿命。

Description

一种继电器控制方法、控制板、壁挂炉及热水器

技术领域

本发明属于电子电路领域，尤其涉及一种继电器控制方法、控制板、壁挂炉及热水器。

背景技术

继电器是一种电子控制器件，通常应用于自动控制电路中，用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

因此在现有技术中，继电器的使用十分广泛，电路中继电器可以配合各种负载使用。尤其是当继电器在配合感性负载使用时，这里以风机为例，风机在启动时电流很大，是导致风机继电器寿命短容易坏的一个主要原因，上述的问题往往令用户较为头疼，在长期的实践中，发明人发现由于感性负载启动时的大电流，导致继电器被烧坏，不仅引起电路工作的极度不稳定，还增加了继电器的使用成本，无论是对于电路的稳定性要求，还是对于电路成本的控制，解决上述问题都具有极大价值。

发明内容

本发明提供一种继电器控制方法，旨在解决现有技术中，电路中的感性负载往往启动电流较大，因此在其启动时往往引起电路中的继电器被烧坏的问题。

本发明是这样实现的，一种继电器控制方法，包括如下步骤：

获取电路电源信号的电压过零点t0；

获取所述电源信号的周期T；

获取延时时间；

根据所述电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时时刻t1，以使所述继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8。

本发明还提供一种控制板，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如上述的方法步骤。

本发明提供一种壁挂炉，至少包括一个如上述的控制板。

本发明还提供一种热水器，至少包括一个如上述的控制板。

本发明实施例提供的继电器控制方法，通过获取电压过零点t0、电源信号的周期T及电路中的相关延时时间，获取控制单元的第一控制信号(即控制继电器断开的信号)输出时时刻t1，使继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8，在此区间时感性负载的电流较小，继电器在断开时不会产生拉弧，避免了背景技术中继电器在每次断开时都会产生拉弧而损坏继电器触头的情况发生，大大增加了继电器的使用寿命，节约了电路成本，并且电路工作也相对较为稳定。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的继电器控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例一提供的控制继电器断开时电路中各个信号的波形示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种优化的继电器控制方法的流程示意图；

图4是本发明实施例二提供的继电器控制方法的流程示意图；

图5是本发明实施例二提供的控制继电器闭合时电路中各个信号的波形示意图；

图6是本发明实施例二提供的一种优化的继电器控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的继电器控制方法，可以保证继电器的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8，在此期间感性负载的电流较小，避免了继电器在断开时产生拉弧而损坏继电器触头的情况发生。

实施例一：

如图1所示为本发明实施例提供的继电器控制方法的流程示意图，包括：

步骤S101，获取电路电源信号的电压过零点t0；

步骤S102，获取电源信号的周期T；

步骤S103，获取延时时间；

步骤S104，根据电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时时刻t1，以使继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8。

本发明实施例提供的继电器控制方法，应用于带感性负载的电路中，本发明实施例中以感性负载为风机为例进行举例说明。

在现有技术中，继电器的损坏很大一部分原因是继电器触头因为在大电流时动作而产生拉弧导致触头烧坏本发明旨在提供一种继电器控制方法，使得继电器触头在感性负载的工作电流较小时动作以减小甚至避免拉弧发生。

为了便于理解，图2示出了本发明实施例中提供的继电器控制方法应用的一个电路的各路信号的波形图，其中，探头1对应电源电压的波形，探头2对应继电器第一控制信号，探头3对应感性负载(本发明实施例中风机)的电流信号。

具体的，如步骤S101～S104中所述，获取电路的电源信号的电压过零点t0、电源信号的周期T以及电路中的延时时间，并根据上述的电压过零点t0、周期T和延时时间，推算出控制单元的第一控制信号输出时刻t1，在输出时刻t1输出的第一控制信号，可以保证继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8，该时间段内感性负载的工作电流较小，继电器的触头在断开时不会产生拉弧，可以延长继电器的使用寿命。

具体的，上述的控制单元可以为单片机，第一控制信号为控制单元输出的用于控制继电器断开的信号，其只用于区分信号的类型。例如，第一次输出的用于控制继电器断开的信号和第二次输出的用于控制继电器断开的信号，由于其作用都是用于控制继电器断开，因此都属于第一控制信号。再具体的，上述延时时间具体包括：感性负载电流过零点与电源信号的电压过零点的延时时间Δt1和第一控制信号输出时刻t1到继电器触头断开时刻的延时时间Δt2。

由于电路中的感性负载的电流为正弦电流信号，电流在越靠近电流过零点时越小，因此继电器的触点越靠近在电流过零点时刻断开，继电器触点产生拉弧越小。

因此，进一步的，在本发明实施例的一个优化实施例中，步骤S104具体为：

根据电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时时刻t1，以使继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/20。

并且，在本发明的一更优化的实施例中，步骤S104具体为：

根据电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时时刻t1，以使继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点具体的，可以表示为下述计算公式：

t1＝t0+T/2+Δt1-Δt2Δt2≧Δt1

t1＝t0+Δt1-Δt2Δt2<Δt1。

本发明实施例提供的继电器控制方法，通过获取电压过零点t0、电源信号的周期T及电路中的相关延时时间，获取控制单元的第一控制信号(即控制继电器断开的信号)输出时时刻t1，使继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8，在此区间时感性负载的电流较小，继电器在断开时不会产生拉弧，避免了背景技术中继电器在每次断开时都会产生拉弧而损坏继电器触头的情况发生，大大增加了继电器的使用寿命，节约了电路成本，并且电路工作也相对较为稳定。

在本发明的另一优化实施例中，如图3所示，还包括步骤S301：获取继电器触点最近一次的断开时刻与电源信号中距离其最近的电压过零点t0的时间差Δt3；

步骤S302，根据延时时间Δt1、Δt2、电压过零点t0、周期T以及时间差Δt3，获取下一次控制继电器断开的第一控制信号的输出时刻t1’，以使继电器的触点下一次的断开时刻更接近感性负载的电流过零点。

如上述的，感性负载的电流在越靠近过零点时越小，继电器断开时越不易产生拉弧现象，上述的继电器控制方式下，难免因为电路中的元器件的特性产生动作的误差，与理论值有所差异，则电路可以通过获取继电器触点最近一次的断开时刻与电源信号中距离其最近的电压过零点t0的时间差Δt3的方式，在继电器的触点下一次断开时，根据延时时间Δt1、Δt2、电压过零点t0、周期T以及时间差Δt3，获取下一次控制继电器断开的第一控制信号的输出时刻t1’，以使继电器的触点下一次的断开时刻更接近感性负载的电流过零点，那么在经过很多次上述的过程之后，继电器的触点闭合时刻将无限接近与感性负载的电流过零点，以实现继电器断开时不产生拉弧，提高其使用寿命。

实施例二：

本发明实施例提供的继电器控制方法，如图4所示，与实施例一的区别在于，还包括步骤S401：获取控制单元的第二控制信号输出时刻到继电器触头闭合时刻的延时时间Δt4；

步骤S402，根据延时时间Δt4、电压过零点t0以及周期T，获取控制单元第二控制信号的输出时刻t2，以使继电器触点的闭合时刻在电源信号的波峰或波谷时刻的前后T/8内。

在本发明实施例中，如图5所示，探头1对应电源电压的波形，探头2对应继电器第二控制信号，探头3对应感性负载(本发明实施例中风机)的电流信号。不仅考虑继电器在断开时刻因为大电流会产生拉弧现象，同时考虑其在闭合时刻也会因为感性负载的启动大电流影响继电器寿命。具体的，采用的方式如步骤S401～S402中所述；再具体的，上述的第二控制信号与实施例一中的第一控制信号类似，仅通过信号类型区分，例如，第一次输出的用于控制继电器闭合的信号和第二次输出的用于控制继电器闭合的信号，由于其作用都是用于控制继电器闭合，因此都属于第二控制信号。

其中具体的，步骤S402，可表示为：

(t0+T/4)-T/8-Δt4≤t2≤(t0+T/4)+T/8-Δt4；或者

(t0+3T/4)-T/8-Δt4≤t2≤(t0+3T/4)+T/8-Δt4。

因此在本发明的一个优化实施例中，步骤S402具体为：

根据延时时间Δt4、电压过零点t0以及周期T，获取控制单元第二控制信号的输出时刻t2，以使继电器触点的闭合时刻在电源信号的波峰或波谷时刻。

在本发明的又一优化实施例中，一种继电器控制方法，如图6所示，还包括：

步骤S601，获取继电器触点最近一次的闭合时刻与述电源信号中距离其最近的波峰或波谷时刻的时间差Δt5；

步骤S602，根据延时时间Δt4、电压过零点t0、周期T以及时间差Δt5获取下一次控制继电器闭合的第二制信号的输出时刻t2’，以使继电器的触点下一次的闭合时刻更接近电源信号的波峰或波谷时刻。

上述的步骤与实施例一中根据本次的继电器断开时刻与距离其最近的电源信号的波峰或波谷的时间差来调节下一次的继电器断开时刻的方式类似，此处不再赘述。

本发明实施例提供的继电器控制方法，通过获取电压过零点t0、电源信号的周期T、电路中的相关延时时间及控制单元的第二控制信号输出时刻到继电器触头闭合时刻的延时时间Δt4，获取控制单元的第一控制信号(即控制继电器断开的信号)输出时时刻t1和第二控制信号的输出时刻t2，使继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8，闭合时刻在电源信号的波峰或波谷时刻的前后T/8内，在此区间闭合时启动电流相对较小，使继电器断开时不产生拉弧或者拉弧较小，大大增加了继电器的使用寿命，节约了电路成本，并且电路工作也相对较为稳定。

实施例三：

本发明实施例提供一种控制板，其可用于执行如实施例一～二中的方法步骤，具体的，如实施例一～二中所述，此处不再赘述，该控制板可以用于控制各类带感性负载和继电器的电路。

本发明实施例提供的控制板通过如实施例一～二中的方法步骤，输出第一控制信号和第二控制信号，使得继电器在断开和闭合时都在电路处于较小的电流期间，避免了其触点在动作(断开或闭合)时产生拉弧而损坏触头的情况发生，增加了继电器使用寿命。

实施例四：

本发明实施例提供一种壁挂炉，至少包括一个如实施例一中的控制板，通过该控制板输出第一控制信号和第二控制信号，控制壁挂炉内部的继电器动作，避免了继电器在动作时产生拉弧而损坏继电器，进而使得壁挂炉工作较为稳定，不会因为继电器的频繁损坏而需要频繁更换壁挂炉内部器件，节省了用户对设备(此处指壁挂炉)的维护精力，提升了用户使用体验。

实施例五：

本发明实施例提供一种热水器，至少包括一个如实施例一中的控制板，通过该控制板输出第一控制信号和第二控制信号，控制热水器内部的继电器动作，避免了继电器在动作时产生拉弧而损坏继电器，进而使得热水器工作较为稳定，不会因为继电器的频繁损坏而需要频繁更换热水器内部器件，节省了用户对设备(此处指热水器)的维护精力，提升了用户使用体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种继电器控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

获取电路电源信号的电压过零点t0；

获取所述电源信号的周期T；

获取延时时间；

根据所述电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时刻t1，以使所述继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8；

所述延时时间具体包括：所述感性负载电流过零点与电源信号的电压过零点的延时时间Δt1和所述第一控制信号输出时刻t1到所述继电器触头断开时刻的延时时间Δt2；

其中，t1＝t0+T/2+Δt1-Δt2Δt2≧Δt1

t1＝t0+Δt1-Δt2Δt2<Δt1；所述方法还包括：

获取所述控制单元的第二控制信号输出时刻到所述继电器触头闭合时刻的延时时间Δt4；

根据所述延时时间Δt4、电压过零点t0以及周期T，获取所述控制单元第二控制信号的输出时刻t2，以使所述继电器触点的闭合时刻在所述电源信号的波峰或波谷时刻的前后T/8内；

所述方法还包括：

获取所述继电器触点最近一次的闭合时刻与所述电源信号中距离其最近的波峰或波谷时刻的时间差Δt5；

根据所述延时时间Δt4、电压过零点t0、周期T以及时间差Δt5获取下一次控制所述继电器闭合的所述第二控制信号的输出时刻t2’，以使所述继电器的触点下一次的闭合时刻更接近所述电源信号的波峰或波谷时刻。

2.如权利要求1所述的继电器控制方法，其特征在于，所述根据所述电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时时刻t1，以使所述继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8的步骤，具体为：

根据所述电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时时刻t1，以使所述继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/20。

3.如权利要求1所述的继电器控制方法，其特征在于，所述根据所述电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时时刻t1，以使所述继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点前后T/8的步骤，具体为：

根据所述电压过零点t0、周期T及延时时间，获取控制单元的第一控制信号输出时时刻t1，以使所述继电器触点的断开时刻在感性负载的电流过零点。

4.如权利要求1所述的继电器控制方法，其特征在于，还包括：

获取所述继电器触点最近一次的断开时刻与所述电源信号中距离其最近的电压过零点t0的时间差Δt3；

根据所述延时时间Δt1、Δt2、电压过零点t0、周期T以及时间差Δt3，获取下一次控制所述继电器断开的所述第一控制信号的输出时刻t1’，以使所述继电器的触点下一次的断开时刻更接近所述感性负载的电流过零点。

5.如权利要求1所述的继电器控制方法，其特征在于，具体有：

(t0+T/4)-T/8-Δt4≤t2≤(t0+T/4)+T/8-Δt4；或者

(t0+3T/4)-T/8-Δt4≤t2≤(t0+3T/4)+T/8-Δt4。

6.如权利要求1所述的继电器控制方法，其特征在于，所述根据所述延时时间Δt4、电压过零点t0以及周期T，获取所述控制单元第二控制信号的输出时刻t2，以使所述继电器触点的闭合时刻在所述电源信号的波峰或波谷时刻的前后T/8内的步骤，具体为：

根据所述延时时间Δt4、电压过零点t0以及周期T，获取所述控制单元第二控制信号的输出时刻t2，以使所述继电器触点的闭合时刻在所述电源信号的波峰或波谷时刻。

7.一种控制板，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-6中所述的方法步骤。

8.一种壁挂炉，其特征在于，至少包括一个如权利要求7所述的控制板。

9.一种热水器，其特征在于，至少包括一个如权利要求7所述的控制板。

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