CN204304962U - 功率器件的开关控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及开关控制电路领域，尤其涉及对功率器件的开关控制。本实用新型提出一种功率器件的开关控制电路，包括：一电控机械开关控制电路、一过零点信号采集电路、一开关电路及一控制电路，该电控机械开关控制电路与一功率器件串联并连接于交流电源，构成一开关回路；该过零点信号采集电路和开关电路串联后与该开关回路旁接，构成一个检测回路；该过零点信号采集电路的输出端和一控制电路的信号采集端口连接；该开关电路的开关控制输入端与控制电路的控制输出端连接；该控制电路的另一控制输出端连接于该电控机械开关控制电路的开关控制端。本实用新型避免了大功率器件的开关控制电路在对开关进行通断切换的过程发生打火花现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关控制电路领域，尤其涉及对功率器件的开关控制。
背景技术
在一些家用的较大功率器件（如电视机、洗衣机、节能灯等）的使用中，常需要进行开、关（主要通过继电器）切换控制。但是这些功率器件的开关控制电路在对开关进行通断切换的过程需要尽可能地避免火花出现，以保证这些功率器件的使用安全。如CN101820274A提出利用控制开关晶体管的断开与导通来避免电控机械开关器件（如继电器）在进行通断切换的过程火花的产生，但是其成本较高且不能用于更大功率器件中。
实用新型内容
因此，针对上述问题，本实用新型提出一种功率器件的开关控制电路来解决。
本实用新型的技术方案如下：
一种功率器件的开关控制电路，包括：一电控机械开关控制电路、一过零点信号采集电路、一开关电路及一控制电路，
该电控机械开关控制电路与一功率器件串联并连接于交流电源，构成的一开关回路；
该过零点信号采集电路和开关电路串联后与该开关回路旁接，构成一个检测回路；
该过零点信号采集电路的输出端和一控制电路的信号采集端口连接；
该开关电路的开关控制输入端与控制电路的控制输出端连接；
该控制电路的另一控制输出端连接于该电控机械开关控制电路的开关控制端。
进一步的，该电控机械开关控制电路是继电器开关控制电路，由二个驱动三极管构成的二级驱动电路和与之连接的一个常开继电器构成。
进一步的，该零点信号采集电路是采用一光耦器件和与之连接的PNP三极管及外围电阻器件构成的过零点信号采集电路。
进一步的，该开关电路是一个光耦器件的开关控制电路。
进一步的，该控制电路是以一单片机芯片及其外围器件构成的单片机控制电路。
本实用新型采用如上技术方案实现，可以避免了大功率器件的开关控制电路在对开关进行通断切换的过程发生打火花现象，同时也不影响开关控制电路的正常使用，且实现电路成本低廉，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的一实施例的电路原理图。
具体实施方式
为了避免电控机械开关器件（如继电器）在进行通断切换的过程火花的产生，本实用新型提出一种功率器件的开关控制电路，该开关控制电路是利用延时切换的方式实现开关控制操作的，具体是：该开关控制电路的过零点信号采集电路先采集到交流电网的过零点信号，然后控制电路控制一计时器即刻同步控制器的过零点计时周期，同时通过一开关电路来断开该过零点信号采集电路的检测回路，在功率器件的开关控制电路接收到外部输入的通断控制操作指令时，控制电路延时至下一个交流电网的过零点时刻，再输出使电控机械开关控制电路控制电控机械开关器件执行通断切换。
为了更加清楚地展示本实用新型，下面结合一个具体的实施例来详细说明。
参阅图1所示，本实用新型的功率器件的开关控制方法可以利用以下电路实现，作为电控机械开关控制电路的一继电器开关控制电路10与一功率器件串联并连接于AC市电，构成的一开关回路，一过零点信号采集电路20和一开关电路40串联后与该开关回路旁接，构成一个检测回路，该过零点信号采集电路20的输出端和一控制电路30的信号采集端口连接，该开关电路40的开关控制输入端与控制电路30的控制输出端连接，该控制电路30的另一控制输出端连接于该继电器开关控制电路10的开关控制端。
其中该实施例中，该电路中的功率器件是以节能灯DS1为例，接有功率器件节能灯DS1与一个继电器开关控制电路10串联，并两输入端J1连接于市电（火线L、零线N）构成一个开关回路。该继电器开关控制电路10是由一个常开继电器K1和驱动三极管Q2、Q3构成的二级驱动电路构成。当使用较大功率的节能灯DS1时，在继电器开关控制电路10进行通断切换的过程，常会有打火花现象发生，大大影响使用安全。因此，需要借助本实用新型上述的开关控制方法来使该继电器开关控制电路10进行通断切换发生在该开关回路（即市电）的过零点时刻。具体是通过并联一个过零点信号采集电路20来进行过零点信号采集，该实施例的过零点信号采集电路20是利用光耦器件U2、PNP三极管Q1及外围电阻器件R1、R3-R5构成的过零点信号采集电路，也可以采用现有技术的其他过零点信号采集电路替代。
当该过零点信号采集电路20采集的过零点信号经过电阻器件R5传输给控制电路30的信号采集端口连接，该实施例的控制电路30是以一AT89C2051型号单片机芯片及其外围器件构成的单片机控制电路为例，则电阻器件R5传输的信号与该单片机芯片U1的中断端口P3.3连接，从而每当该过零点信号采集电路20输入过零点信号时，则该单片机芯片U1产生一个中断并及时记录该过零点信号的时间。该开关控制方法中的计时器可以借由该单片机芯片U1的软件计时器来实现，该控制电路30根据接收到的相邻两个过零点信号产生中断的间隔时间△t来作为一个标准的过零点计时周期Tgl。或者，也可以则该单片机芯片U1连接一个计时器芯片来实现硬件计时。
在该电路首次接通于AC市电时，由于继电器开关控制电路10是常开状态不导通，而旁接的检测回路先形成一个导通回路（过零点信号采集电路20的光耦器件U2输入端处于导通，开关电路40由控制电路30控制导通），然后由该过零点信号采集电路20进行过零点信号采集，当该控制电路30接收并记录了相邻两个过零点信号产生中断的间隔时间△作为一个标准的过零点计时周期Tgl，完成计时器的过零点计时周期的同步校准后，由该控制电路30再输出一个开关控制信号（单片机芯片U1的P1.0端口）来使开关电路40的开关断开，从而断开对开关回路进行过零点信号采集通道（即断开旁接的检测回路）。该开关电路40是由一个光耦器件U3的开关控制电路实现，是一种具有光电隔离的开关器件。
这样做的目的在于，当控制电路30接收并记录个标准的过零点计时周期Tgl，该过零点计时周期Tgl就可以作为一个标准使用，因为AC电网的正弦波是十分稳定的，没必要一直采集相邻两个过零点信号产生中断的间隔时间△，否则会因该检测回路的持续导通而对接有功率器件的开关回路产生干扰，如使节能灯DS1在关闭时发生闪烁（鬼火现象）。当在某一时刻Ti对功率器件的开关回路发出导通控制操作指令时，例如由一遥控器或者智能家居控制器发出关闭节能灯DS1的指令时（根据输入方式不同，控制电路30可能还连接有遥控器接收电路或者通信电路用以接收该关闭指令，图1的该实施例简化未画出），则与控制电路30根据计时器的计时而使其延时至下一个交流电网的过零点时刻，再发出一个控制信号，而使与该控制电路30控制输出端连接的该继电器开关控制电路10的开关器件（常开继电器K1）执行断开切换操作，则延时操作时间Tys=Tgl-Ti；当在某另一时刻对功率器件的开关回路发出断开控制操作指令时，与之相同，该控制电路30也是根据计时器的计时而延时至其下一个过零点时刻到来，再使该继电器开关控制电路10开关器件执行导通切换操作，不再重复说明。
这样，本实用新型利用延时切换开关的方式来对功率器件的开关回路进行操作，该开关控制电路的过零点信号采集电路先采集到交流电网的过零点信号，然后控制电路控制一计时器即刻同步控制器的过零点计时周期，同时通过一开关电路来断开该过零点信号采集电路的检测回路，在功率器件的开关控制电路接收到外部输入的通断控制操作指令时，控制电路延时至下一个交流电网的过零点时刻，再输出使电控机械开关控制电路控制电控机械开关器件执行通断切换。从而避免了大功率器件的开关控制电路在对开关进行通断切换的过程发生打火花现象，同时也不影响开关控制电路的正常使用，且实现电路成本低廉，具有良好的应用前景。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种功率器件的开关控制电路，其特征在于，包括：一电控机械开关控制电路、一过零点信号采集电路、一开关电路及一控制电路，
该电控机械开关控制电路与一功率器件串联并连接于交流电源，构成一开关回路；
该过零点信号采集电路和开关电路串联后与该开关回路旁接，构成一个检测回路；
该过零点信号采集电路的输出端和一控制电路的信号采集端口连接；
该开关电路的开关控制输入端与控制电路的控制输出端连接；
该控制电路的另一控制输出端连接于该电控机械开关控制电路的开关控制端。
2.根据权利要求1所述的功率器件的开关控制电路，其特征在于：该电控机械开关控制电路是继电器开关控制电路，由二个驱动三极管构成的二级驱动电路和与之连接的一个常开继电器构成。
3.根据权利要求1所述的功率器件的开关控制电路，其特征在于：该零点信号采集电路是采用一光耦器件和与之连接的PNP三极管及外围电阻器件构成的过零点信号采集电路。
4.根据权利要求1所述的功率器件的开关控制电路，其特征在于：该开关电路是一个光耦器件的开关控制电路。
5.根据权利要求1所述的功率器件的开关控制电路，其特征在于：该控制电路是以一单片机芯片及其外围器件构成的单片机控制电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520021551.6U CN204304962U (zh) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | 功率器件的开关控制电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201520021551.6U CN204304962U (zh) | 2015-01-14 | 2015-01-14 | 功率器件的开关控制电路 |
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| CN (1) | CN204304962U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105425144A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 浙江中控自动化仪表有限公司 | 一种继电器故障检测电路及其故障检测方法 |
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2015
- 2015-01-14 CN CN201520021551.6U patent/CN204304962U/zh not_active Expired - Fee Related
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