CN1149688A - 微波炉功率继电器的控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种改进的微波炉功率继电器的控制方法，该方法包括：当50Hz/60Hz的时钟信号输入时判断功率继电器在电源电压的“+”半周期间或电源电压的“-”半周期间是否预先断开，根据判断在继电器驱动信号的输出时间延迟一个预定时间后在电源电压的“+”或“-”半周期峰值之后断开功率继电器。

Description

微波炉功率继电器的控制方法
本发明涉及一种微波炉功率继电器的控制方法，具体来说涉及一种改进的微波炉功率继电器的控制方法，该方法能避免功率继电器触点的损坏，延长继电器的使用寿命。
图1表示惯用的微波炉功率继电器接通/断开控制装置，它包括向所连接的单元供给电源的电源单元10，根据输入的控制信号控制微波炉操作的微型计算机1，在最初作用电源时对微波炉进行初始化的复位单元2，将具有50Hz/60Hz频率的时钟信号供给微型计算机1的50Hz/60Hz时钟输入单元3，当微波炉不运转时通过向微型计算机1输出一个控制信号来产生报警信号的蜂鸣控制器4，检测微波炉的门是打开还是关闭的门检测器5，根据微型计算机1的控制将电源转换到高压变压器并调节磁控管输出的功率继电器控制器6，根据微型计算机1的控制显示微波炉操作状态的显示控制器7，检测用户在不同类型的烹饪模式中选择一种模式所按下的选择键状态的按键输入检测器8，根据微型计算机1的控制驱动负载的主继电器控制器9。
如图2所示，微型计算机1包括用于根据所输入的输入信号执行不同控制操作的中央处理单元(CPU)11，用于检测根据CPU11的控制由时钟输入单元3输入的50Hz/60Hz时钟信号并输出检测信号的50Hz/60Hz时钟输入检测器12，用于根据50Hz/60Hz时钟输入检测器12的检测状态向功率继电器控制器6输出继电器驱动信号并在电源电压的“+”半周或“-”半周期间决定功率性电器控制器6的功率继电器触点接通还是断开的功率继电器接通/断开控制器18，用于根据CPU11输出的控制信号产生继电器接通/断开信号的继电器接通/断开信号发生器14，用于根据50Hz/60Hz时钟输入检测器12及CPU(11)的输出信号控制继电器接通/断开信号发生器14操作的共用控制器13，以及用于存储CPU11输出数据的内部寄存器15，随机存储器(RAM)16，和只读存储器(ROM)17。
功率继电器按通/断开控制器18如图3所示，它包括用于根据CPU11控制产生具有50Hz/60Hz频率的时钟信号的50Hz/60Hz时钟发生器18a，用于将50Hz/60Hz时钟发生器18a的输出信号反相的反相器I1，用于将微型计算机1的继电器接通/断开信号发生器14的输出信号进行反相的反相器I2，用于将反相器I1和I2的输出信号进行逻辑与的与门A1，用于根据微型计算机1中继电器接通/断开信号发生器14的输出信号产生脉冲信号的脉冲发生器18b，将脉冲发生器18b的输出信号和反相器I1的输出信号进行逻辑与的与门A2，将脉冲发生器18b和50Hz/60Hz时钟发生器18a的输出信号进行逻辑与的与门A3，将反相器I1和50Hz/60Hz时钟发生器18a的输出信号进行逻辑与的与门A4，用于根据与门A1的输出产生脉冲信号的脉冲发生器18c，用于在电源电压的“+”或“-”半周期间控制继电器触点断开/接通的触发器18d，用于将触发器18d的Q输出端的输出信号和脉冲发生器18c的输出信号进行逻辑与的与门A5，用于将触发器18d的Q输出端的输出信号和与门A2的输出信号进行逻辑与并将与后的信号作用到触发器18d的时钟输入端的与门A6，用于将触发器18d的Q输出端的信号和与门A3的输出信号进行逻辑与的与门A7，用于根据与门A4的输出信号产生脉冲信号的脉冲发生器18e，用于将脉冲发生器18e的输出信号和触发器18d的Q输出端的信号进行逻辑与的与门A8，用于根据与门A5和A8的输出信号输出时钟信号R的继电器断开控制器18f，用于根据与门A6和A7的输出信号输出时钟信号S的继电器接通控制器18g，以及用于接收继电器接通控制器18g和继电器断开控制器18f输出信号R和S并向功率继电器控制器6输出继电器驱动信号的继电器驱动装置18h。
现在参考附图对惯用微波炉功率继电器接通/断开控制器的操作加以说明。
50Hz/60Hz时钟输入单元3输出的50Hz/60Hz的时钟信号被输入到微型计算机1中的50Hz/60Hz时钟输入检测器12，50Hz/60Hz时钟输入检测器12根据CPU11的控制检测50Hz/60Hz时钟状态，并将检测到的信号作用到功率继电器接通/断开控制器18的50Hz/60Hz时钟发生器18a。
在步骤ST1，微型计算机1的CPU11判断在电源电压的“+”或“-”半周期间50Hz/60Hz时钟信号是否由50Hz/60Hz时钟发生器18a输出，在步骤ST2，当50Hz/60Hz时钟信号在“+”半周期间输出时，判断存储在RAM16中的继电器接通标记是否被设定。这里，继电器接通标记是表示功率继电器是接通还是断开的一个预定数。
如果判断的结果是继电器接通标记被设定，在步骤ST3 CPU11判断“+“半周接通标记是否设定，如果“+”半周接通标记被设定，执行步骤ST4。这里“+”半周接通标记存储在RAM16中，它指的是表示在电源电压的“+”或“-”半周期间功率继电器是否接通的数据。
也即，在步骤ST4，继电器接通/断开信号发生器14根据CPU11的控制输出
当50Hz/60Hz时钟发生器的输出是高电平时，与门A1、A2、A5和A6输出低电平信号，与门A3和A7输出高电平信号。
因此，继电器断开/接通控制装置18f和18g分别输出控制信号，继电器驱动装置18h将继电器驱动信号作用到功率继电器控制器6，使功率性电器接通。
CPU11将“+”半周接通标记复位，完成控制过程。
同时，如果在步骤ST2判断继电器接通标记没有被设定，在步骤ST5 CPU11判断“+”半周接通标记是否被设定。如果判断结果为已设定，执行步骤ST6。
也即，在步骤ST6，继电器接通/断开信号发生器14根据CPU11的控制输出低/高电平信号。当由50Hz/60Hz时钟发生器18a输出的时钟信号为高电平时，与门A4向时钟发生器18e输出高电平信号，脉冲发生器18e向与门A8输出高电平信号。
继电器断开/接通控制器18f和18g分别输出控制信号，继电器驱动装置18h将继电器驱动信号作用到功率继电器控制器6，并使功率继电器断开。
同时，在步骤ST1如果50Hz/60Hz时钟发生器18a的输出信号是低电平，在步骤ST7，CPU11判断继电器接通标记是否被设定。当继电器接通标记被设定时，CPU11执行步骤ST8。
也即，在步骤ST8，判断“+”半周接通标记是否被设定。如果已被设定，控制过程完成。如果没有设定，驱动50Hz/60Hz时钟发生器18a输出低电平信号。同时，接通/断开信号发生器14输出高电平信号。
在50Hz/60Hz时钟发生器18a的输出信号为低电平的情况下，与门A3、A4、A7和A8分别输出低电平，与门A1、A2和A6分别输出高电平。
此后，如对步骤ST1所描述的一样，功率继电器接通，CPU11设定“+”半周接通标记。
如果在步骤ST7判断继电器接通标记没有被设定，在步骤ST9 CPU(11)判断“+”半周接通标记是否被设定。判断结果为已设定，控制过程完成。如果“+”半周接通标记没有被设定，继电器接通/断开信号发生器14根据CPU11的控制输出低电平信号，将脉冲信号作用到与门A5的输入端。
同时。当触发器18d Q输出端的输出信号是高电平时，启动继电器断开控制器18f，根据步骤ST6的处理使功率继电器断开。
然而，在以上所述的惯用技术中，当功率继电器的触点在预定点“A”(或“A′”)断开时，即使当触点在点“A”(或“A′”)断开时在从点“A”(或“A′”)至点“C”(或“C′”)这段时间内会产生电火花，并有电流由此流过。
由于电火花产生时间长，就会有大量电流在其中流过，这样能够损坏继电器的触点，缩短继电器的使用寿命。
因此，本发明的目的是提供一种微波炉功率继电器的控制方法，该方法克服了微波炉功率继电器惯用的控制方法中遇到的问题。
本发明的另一个目的是提供一种改进的微波炉功率继电器的控制方法，该方法能够减少功率继电器触点断开时出现的电火花，并在电压相位或电流相位中在“+”半周期间(2n-1)π+3/4π相位处，在“-”半周期间2nπ+3/4 π的相位处断开功率继电器，当流过的电流减小时能够断开触点，因此延长继电器的使用寿命。
为了实现以上目的，提出了一种微波炉功率继电器的控制方法，该方法包括以下步骤：当50Hz/60Hz的时钟信号输入时判断功率继电器在电源电压的“+”半周或电源电压的“-”半周期间是否预先断开；以及根据判断结果继电器驱动信号的输出时间延迟一个预定时间后在电源电压的“+”或“-”半周峰值之后断开功率继电器。
由以下给出的详细描述及附图中将会更全面地理解本发明，给出的描述及附图仅仅是说明性的，因此它们并不是对本发明的限制，其中：
图1表示惯用的微波炉功率继电器接通/断开控制装置的方框图；
图2是图1中微型计算机的方框图；
图3是图2中功率性电器接通/断开控制器的电路图；
图4是用的微波炉功率继电器接通/断开控制方法的流程图；
图5A和图5B表示根据惯用的控制方法‘功率继电器’断开时间波形图，其中：
图5A是电源电压“+”半周期的波形；
图5B是电源电压“-”半周期的波形；
图6是按本发明微波炉功率继电器控制方法流程图；
图7A和图7B表示按本发明的控制方法功率继电器断开时间的电源电压波形图，其中：
图7A是电源电压“-”半周期的波形；
图7B是电源电压“+”半周期的波形。
本发明的控制方法由图1至图3所示的装置来完成。
现在参考图6至图7B详细说明本发明的过程和效果。
将与图1至图5B中惯用技术相对应的那些部分和单元赋予相同的序号，这里不再对它们进行重复的详细描述。
参考图6所示本发明方法的流程图，在步骤ST20，CPU11判断继电器接通标记是否设定。如果判断结果没有设定，根据惯用的处理方法在步骤ST21接通功率继电器。这里，“+”半周接通标记已被设定。如果继电器接通标记没有被设定，在步骤ST22，CPU11判断存储在RAM16中的50Hz/60Hz时钟输入标记是否被设定。这里，当50Hz/60Hz的时钟信号输入到50Hz/60Hz时钟输入标记。
作为步骤ST22的结果，当50Hz/60Hz时钟输入标记没被设定时，CPU11执行下面过程，当50Hz/60Hz时钟输入标记被设定时，在步骤ST23判断“+”半周接通标记是否被设定。
当“+”半周接通标记被设定时，CPU11判断在电源电压的“+”半周期间功率继电器被预先断开。
在步骤ST24，CPU11控制功率继电器接通/断开控制器18以便将继电器驱动信号的输出时间延迟一个预定时间T1。这里，延迟时间T1指的是电源电压相位2nπ+3/4π的时间(n＝0，1，2，3……n)。
也即，在步骤ST24，CPU11分别向继电器接通/断开信号发生器14和功率继电器接通/断开控制器18输出控制信号，继电器驱动信号的输出被延迟电源电压相位2nπ+3/4π时间。
此后，在步骤ST25，CPU11检查功率继电器是否预先接通。检查结果为预先没接通，CPU11执行下面的步骤，如果预先接通，在步骤ST26 CPU11将“+”半周接通标记复位。
在步骤ST27，继电器接通/断开信号发生器14根据CPU11的控制向功率继电器接通/断开控制器18输出继电器断开信号，功率继电器接通/断开控制器18根据来自CPU11的控制信号及来自继电器接通/断开信号发生器14的继电器断开信号输出继电器驱动信号，使功率继电器断开。此后，执行下面的步骤。
在步骤ST23，当判断“+”半周接通标记没有被设定时，CPU11判断在电源电压的“-”半周期间功率继电器预先断开。
在步骤ST28，CPU11控制功率继电器接通/断开控制器18以便使继电器驱动信号的输出时间延迟一个预定时间T2。这里，延迟时间T2指的是电源电压相位的(2n-1)π+3/4π时间。
也即，在步骤ST28，CPU11分别向继电器接通/断开信号发生器14和功率继电器接通/断开控制器18输出控制信号，继电器驱动信号的输出延迟电源电压相位(2n-1)π+3/4π这一时间。
在步骤ST29，CPU11检查功率继电器是否预先接通。如果检查结果为没有接通，处理下面的步骤。如果接通，在步骤ST30，将“+”半周接通标记复位。
此后，如在步骤ST27一样使功率继电器断开。
参考图7A，当功率继电器在“-”半周期间预先断开时，电源电压相位中的点“B”指的是延迟时间T1，也即，它指的是2nπ+3/4π时间。
此外，参考图7B，当功率性电器在“+”半周期间预先断开时，  电源电压相位中的点“B′”指的是延迟时间T1，也即，它指的是(2n-1)π+3/4π时间。
当然，功率继电器优选在点“C”或点“C′”附近断开。考虑到大量产品中可能出现的继电器定时误差，本发明的目的在于在点“C”或“C′”前1/4π的预定点断开功率继电器。这样，大多数继电器触点在点“C”或“C′”以前断开。
如上所述，当继电器触点在电源电压相位2nπ+3/4π或(2n-1)π+3/4π处断开时，由点“B”至“C”或由点“B′”至“C′”触点上出现电火花。然而，由于电火花产生的时间短，电流量小，能够避免继电器触点的任何损坏，通过依次在2nπ+3/4π和(2n-1)π+3/4π(n＝0，1，3，……n)点断开继电器能够大大地减少功率继电器触点的损坏。
此外，本发明的宗旨是减少功率继电器断开时出现的电火花，当小量电流流过时断开功率继电器，因此延长功率继电器的使用寿命。
尽管作为说明的目的已经公开了本发明的优选实施方案，但本领域的技术人员将意识到能够做出各种不同的改进、增加及变换，这些都不会超出所附权利要求书中陈述的本发明的实质和范围。

Claims (4)

1.一种微波炉功率继电器控制方法，包括：
第一步：根据输入的50 Hz/60 Hz的时钟信号判断功率继电器在电源电压的“+”半周或电源电压的“-”半周期间是否预先断开；以及
第二步：根据判断在继电器驱动信号输出时间延迟一个预定时间后，在电源电压的“+”或“-”半周期峰值之后断开功率继电器。
2.权利要求1的方法，其中所说的第一步包括以下分步：
第一分步：判断继电器接通标记是否被设定；
第二分步：当继电器接通标记被设定时判断50Hz/60Hz输入标记是否被设定，当继电器接通标记没有被设定时接通功率继电器；以及
第三分步：判断“+”半周接通标记是否被设定。
3.权利要求1的方法，其中在所说的第二步中，当功率继电器在电源电压的“+”半周期间预先断开时，继电器驱动信号的输出时间延迟到电源电压相位的2nπ+3/4π时间，当功率继电器在电源电压的“-”半周期间预先断开时，继电器驱动信号的输出时间延迟到电源电压相位的(2n-1)π+3/4π时间，  其中n代表0，1，2，3，……n。
4.权利要求1的方法，其中所说的第二步包括以下分步：
第一分步：判断功率继电器是否预先接通；
第二分步：将“+”半周接通标记复位；以及
第三分步：断开功率继电器。
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