CN110189961A - 一种电磁继电器主动降干扰控制电路 - Google Patents
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Abstract
一种电磁继电器主动降干扰控制电路，包括一片单片机U1、一片触发器U2、一片光电耦合器U3、一个电位器R1、两个电阻R2‑R3、一个二极管D1、一个NPN型三极管Q1和一个电磁继电器K1；本电磁继电器主动降干扰控制电路具有成本低，电路稳定的好处，而且还能提高电磁继电器的触点寿命，实现了电磁继电器的主动降干扰、提高了用电设备的抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及电磁继电器主动降干扰技术领域，具体为一种电磁继电器主动降干扰控制电路。
背景技术
在单片机控制220V电路通断中，一般采用电磁继电器和固态继电器来控制，由于220V市电是正余弦波形，电压是±220V连续变化的。当采用固态继电器时，由于有过零触发功能，电流变化小，电网干扰小，对外辐射小，但是成本高，只适合调光调速等应用，不适合普通的电器开关。当采用电磁继电器时，电磁继电器触点通断的瞬间可能是任意电压值，当电压值高时，继电器导通，电流变化大，对电网干扰大，对外辐射大，容易干扰到用电设备，比如：显示器会产生黑屏现象，收音机音响会产生噪声。如果控制电磁继电器的触点在较低电压值时通断，此时电流变化小，对电网干扰小，对外辐射小，实现了电磁继电器主动降干扰的目的。
同时，由于电磁继电器从线圈给电，到触点吸合，需要有动作时间，而且这个动作时间受生产工艺、控制电压、机械磨损、磁芯老化等因素影响，导致继电器的过零触发难度大，控制成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁继电器主动降干扰控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题，为此本人经过了深入的研究，反复实验改进，设计出本电路，并在现场验证出非常好的效果表现。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电磁继电器主动降干扰控制电路，包括一片单片机U1、一片触发器U2、一片光电耦合器U3、一个电位器R1、两个电阻R2-R3、一个二极管D1、一个NPN型三极管Q1和一个电磁继电器K1； 220V L通过二极管D1与光电耦合器U3的阳极连接，220V N通过电位器R1与光电耦合器U3的阴极连接，光电耦合器U3的集电极一端通过电阻R2与电源VD3连接，光电耦合器U3的集电极另一端与触发器U2的Clock端口连接，光电耦合器U3的发射极接地；单片机U1的I/O端口与触发器U2的Data端口连接，触发器U2的Set端口和Reset端口与电源VD3连接，触发器U2的Q端口通过电阻R3与NPN型三极管Q1的基极连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的集电极与电磁继电器K1的线圈的一端连接，电磁继电器K1的线圈的另一端与电源VD3连接，220V L与电磁继电器K1常开触点的一端连接，电磁继电器K1常开触点的另一端与用电设备连接。
进一步的，所述触发器U2为双路D型上升沿触发器74HC74。
进一步的，所述NPN型三极管Q1的型号8050。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本电磁继电器主动降干扰控制电路具有成本低，电路稳定的好处，而且还能提高电磁继电器的触点寿命，实现了电磁继电器的主动降干扰、提高了用电设备的抗干扰能力。
附图说明
图1为本发明电路原理图；
图2为触发器74HC74的时序图；
图3为本发明电路的时序图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种电磁继电器主动降干扰控制电路，包括一片单片机U1、一片触发器U2、一片光电耦合器U3、一个电位器R1、两个电阻R2-R3、一个二极管D1、一个NPN型三极管Q1和一个电磁继电器K1； 220V L通过二极管D1与光电耦合器U3的阳极连接，220V N通过电位器R1与光电耦合器U3的阴极连接，光电耦合器U3的集电极一端通过电阻R2与电源VD3连接，光电耦合器U3的集电极另一端与触发器U2的Clock端口连接，光电耦合器U3的发射极接地；单片机U1的I/O端口与触发器U2的Data端口连接，触发器U2的Set端口和Reset端口与电源VD3连接，触发器U2的Q端口通过电阻R3与NPN型三极管Q1的基极连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的集电极与电磁继电器K1的线圈的一端连接，电磁继电器K1的线圈的另一端与电源VD3连接，220V L与电磁继电器K1常开触点的一端连接，电磁继电器K1常开触点的另一端与用电设备连接。
进一步的，所述触发器U2为双路D型上升沿触发器74HC74。
进一步的，所述NPN型三极管Q1的型号8050。
工作原理：在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电-光-电的转换。由于光电耦合器的激励电流是固定的，当增大电位器R1的阻值时，就需要有更高的电压才能导通光电耦合器，本申请通过调节电位器R1的阻值来调整光电耦合器U3的关闭时间点TS，电位器R1的阻值与光电耦合器U3的关闭时间点TS的关系为：电位器R1阻值越大，光电耦合器U3的关闭时间点TS越靠近220V市电的零电压时刻；反之电位器R1阻值越小，光电耦合器U3的关闭时间点TS越远离220V市电的零电压时刻。本申请利用这个特性进行调整电磁继电器动作的延时，进而实现电磁继电器的主动降干扰。
根据图2触发器74HC74的时序图和图3本发明电路的时序图，图3从上到下的时序图分别为：220V电压波形、Clock端口时序、Data端口时序、Q端口时序、继电器动作时序；其中：Q端口时序与继电器动作时序的相位差为继电器的动作延时。当触发器U2（74HC74）的Set端口和Reset端口为高电平时，光电耦合器U3输出端与触发器U2的Clock端口连接，单片机U1的I/O端口与触发器U2的Data端口连接，触发器U2的Q端口的输出信号只有在触发器U2的Clock端口信号为上升沿时才会与单片机U1的I/O端口的输出信号一致。
根据上述的电路结合，实现了当单片机U1的I/O端口状态发生变化时，电磁继电器K1的状态不会立即发生变化，只有光电耦合器U3的输出信号在上升沿时才会发生变化，它解决了电磁继电器K1的变化不与单片机U1的I/O端口状态同步变化，而与220V电的正弦波形同步变化。
同时，由于电磁继电器K1的触点动作是有延时的，我们可以通过调整电位器R1的阻值，从而调整光电耦合器U3输出的波形相位，使之恰好让电磁继电器K1触点在220V交流电压的瞬时值为0V时接通，实现了电磁继电器的主动降干扰。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种电磁继电器主动降干扰控制电路，包括一片单片机U1、一片触发器U2、一片光电耦合器U3、一个电位器R1、两个电阻R2-R3、一个二极管D1、一个NPN型三极管Q1和一个电磁继电器K1；其特征在于：220V L通过二极管D1与光电耦合器U3的阳极连接，220V N通过电位器R1与光电耦合器U3的阴极连接，光电耦合器U3的集电极一端通过电阻R2与电源VD3连接，光电耦合器U3的集电极另一端与触发器U2的Clock端口连接，光电耦合器U3的发射极接地；单片机U1的I/O端口与触发器U2的Data端口连接，触发器U2的Set端口和Reset端口与电源VD3连接，触发器U2的Q端口通过电阻R3与NPN型三极管Q1的基极连接，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的集电极与电磁继电器K1的线圈的一端连接，电磁继电器K1的线圈的另一端与电源VD3连接，220V L与电磁继电器K1常开触点的一端连接，电磁继电器K1常开触点的另一端与用电设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种电磁继电器主动降干扰控制电路，其特征在于，所述触发器U2为双路D型上升沿触发器74HC74。
3.根据权利要求1所述的一种电磁继电器主动降干扰控制电路，其特征在于，所述NPN型三极管Q1的型号8050。
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