CN204906769U - 一种智能开关控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能开关控制系统，包括微处理器以及与所述微处理器连接的电源转换模块、总线通讯模块、输出继电器驱动模块，其特征在于：所述微处理器包括MCU微处理器控制模块及PWM信号产生模块，所述输出继电器驱动模块还连接有继电器供电模块，所述输出继电器驱动模块采用零交叉电流设计电路。实用新型的输出继电器驱动模块采用零交叉电流设计电路，可以消除在切换负载时的机械电弧对继电器触点的腐蚀，从而提供了比传统的开关电路更长的使用寿命。本申请的智能开关控制系统采用标准总线通讯接口，具有高智能性，可远程控制，兼容RS485接口和DMX-512接口，通过总线控制可灵活实现点控、群控、时间控制、场景控制、感应器自动控制及计算机集中控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关控制领域，尤其涉及一种智能开关控制系统。
背景技术
灯具行业的突飞发展,和照明行业相关的一些名词和产业活跃起来。而传统机械式开关照明系统，功能简单、布线复杂、扩展性差，已渐渐不能满足人们的要求，随着电子技术、通信技术和控制技术的发展，网络化的总线型智能控制系统应运而生。智能开关模块借助各种不同的“智能设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和管理来实现最大的节能效果。
目前照明行业内大多采用单灯控制，当回路比较多的时候，开关面板非常多，繁琐和杂乱。虽然有些采用遥控来控制，但归要结底还是属于点对点的控制，无办法形成系统。
而且现在市面上大多数智能开关模块采用单刀单掷继电器进行开关控制，但一般的负载启动电流比起正常工作时的电流大得多，比如电阻负载的冲击电流是稳态电流的1陪，螺线管负载的冲击电流是稳态电流的10～20倍，白炽灯负载的冲击电流是稳态电流的10～15倍，荧光灯负载的冲击电流是稳态电流的3倍，电容负载的冲击电流是稳态电流的20～40倍，这些负载的特性与冲击电流是现在市面上一般单刀单掷继电器开关产生粘连至损坏的最重要因素。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种高效、稳定的智能开关控制系统。
为了解决上述的技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能开关控制系统，包括微处理器以及与所述微处理器连接的电源转换模块、总线通讯模块、输出继电器驱动模块，所述微处理器包括MCU微处理器控制模块及PWM信号产生模块，所述输出继电器驱动模块还连接有继电器供电模块，所述输出继电器驱动模块采用零交叉电流设计电路。
输出继电器驱动模块采用零交叉电流设计电路，可以消除在切换负载时的机械电弧对继电器触点的腐蚀，从而提供了比传统的开关电路更长的使用寿命，更可靠的运行大功率负载。本申请的智能开关控制系统采用标准总线通讯接口，具有高智能性，可远程控制，兼容RS485接口和DMX-512接口，通过总线控制可灵活实现点控、群控、时间控制、场景控制、感应器自动控制及计算机集中控制。同时，输出继电器驱动模块采用独立的继电器供电模块给继电器供电，继电器供电与MCU光电隔离，从而保证MCU的稳定性。
优选的，所述输出继电器驱动模块包括一个K1驱动电路，分别由微处理器和一个普通IO口产生控制信号RELAY0,分别经过限流电阻R1驱动三个开关管Q1，进而通过光藕U1、控制继电器K1。控制时序为：智能开的时候，由MCU检测交流电的波形，只有当交流电在零点的时候，继电器K1才进行吸合与断开的动作，通过微处理器驱动继电器K1吸合，实现真正意义上的零交叉电流，可以消除在切换负载时的机械电弧对继电器触点的腐蚀，从而提供了比传统的开关电路更长的使用寿命，更可靠的运行大功率负载。
优选的，交流电220VAC经过所述继电供电模块的整流二极管D9、D10整流，再经过电感L1、C2进行LC滤波，然后经过来单片开关电源芯片LNK306GN调整，输出VEE端与输出继电器驱动模块相连。给继电器输出一个稳定的直流24VDC，该电源与MCU电源部分相互隔离，从而保证了MCU的稳定性。
优选的，总线通讯模块它包括防护模块、总线信息转换模块、光电信号隔离模块，所述的总线信息转换模块分别与防护模块和光电信号隔离模块连接。
优选的，所述总线信息转换模块包括有芯片U4，芯片U4的型号为MAX487，芯片U4的1、2、3、4脚分别与光电信号隔离模块连接，芯片U4的6、7脚分别与防护模块连接。
优选的，所述防护模块包括气体放电管GDTU5、瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3、电阻R4、R7、可调电阻R8、R9，气体放电管GDTU5的1脚通过可调电阻R8与芯片U4的7脚连接气体放电管GDTU5的3脚通过可调电阻R9与芯片U4的6脚连接，瞬态抑制二极管TVS1与TVS3串联后连接在气体放电管GDTU5的1脚和3脚之间，瞬态抑制二极管TVS2并联在气体放电管GDTU5的1脚和3脚之间，气体放电管GDTU5的2脚接地。
优选的，所述光电信号隔离模块包括光耦芯片U1、U2、U3及与各光耦芯片配置的外围电路，所述的光耦芯片U1和光耦芯片U2的型号为6N137、光耦芯片U3的型号为PC817C，光耦芯片U1的3脚与芯片U4的1脚连接，光耦芯片U2的6脚与芯片4脚连接，光耦芯片U3的输出端分别与芯片U4的2、3脚连接。
由上可见，应用本实用新型实施例的技术方案，有如下有益效果：本实用新型的智能开关控制系统高效、稳定；输出继电器驱动模块采用零交叉电流设计电路，可以消除在切换负载时的机械电弧对继电器触点的腐蚀，从而提供了比传统的开关电路更长的使用寿命，更可靠的运行大功率负载。本申请的智能开关控制系统采用标准总线通讯接口，具有高智能性，可远程控制，兼容RS485接口和DMX-512接口，通过总线控制可灵活实现点控、群控、时间控制、场景控制、感应器自动控制及计算机集中控制。同时，输出继电器驱动模块采用独立的继电器供电模块给继电器供电，继电器供电与MCU光电隔离，从而保证MCU的稳定性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1为本实用新型智能开关控制系统的结构框图
图2为本实用新型输出继电器驱动模块电路图
图3为本实用新型继电器供电模块电路图
图4为本实用新型总线通讯模块电路图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，一种智能开关控制系统，包括微处理器以及与所述微处理器连接的电源转换模块、总线通讯模块、输出继电器驱动模块，所述微处理器包括MCU微处理器控制模块及PWM信号产生模块，所述输出继电器驱动模块还连接有继电器供电模块，所述输出继电器驱动模块采用零交叉电流设计电路。
输出继电器驱动模块采用零交叉电流设计电路，可以消除在切换负载时的机械电弧对继电器触点的腐蚀，从而提供了比传统的开关电路更长的使用寿命，更可靠的运行大功率负载。本申请的智能开关控制系统采用标准总线通讯接口，具有高智能性，可远程控制，兼容RS485接口和DMX-512接口，通过总线控制可灵活实现点控、群控、时间控制、场景控制、感应器自动控制及计算机集中控制。同时，输出继电器驱动模块采用独立的继电器供电模块给继电器供电，继电器供电与MCU光电隔离，从而保证MCU的稳定性。
如图2所示，所述输出继电器驱动模块包括一个K1驱动电路，分别由微处理器和一个普通IO口产生控制信号RELAY0,分别经过限流电阻R1驱动三个开关管Q1，进而通过光藕U1、控制继电器K1。控制时序为：智能开的时候，由MCU检测交流电的波形，只有当交流电在零点的时候，继电器K1才进行吸合与断开的动作，通过微处理器驱动继电器K1吸合，实现真正意义上的零交叉电流，可以消除在切换负载时的机械电弧对继电器触点的腐蚀，从而提供了比传统的开关电路更长的使用寿命，更可靠的运行大功率负载。
如图3所示，交流电220VAC经过所述继电供电模块的整流二极管D9、D10整流，再经过电感L1、C2进行LC滤波，然后经过来单片开关电源芯片LNK306GN调整，输出VEE端与输出继电器驱动模块相连。给继电器输出一个稳定的直流24VDC，该电源与MCU电源部分相互隔离，从而保证了MCU的稳定性。
如图4所示，所述总线信息转换模块包括有芯片U4，芯片U4的型号为MAX487，芯片U4的1、2、3、4脚分别与光电信号隔离模块连接，芯片U4的6、7脚分别与防护模块连接。
所述防护模块包括气体放电管GDTU5、瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3、电阻R4、R7、可调电阻R8、R9，气体放电管GDTU5的1脚通过可调电阻R8与芯片U4的7脚连接气体放电管GDTU5的3脚通过可调电阻R9与芯片U4的6脚连接，瞬态抑制二极管TVS1与TVS3串联后连接在气体放电管GDTU5的1脚和3脚之间，瞬态抑制二极管TVS2并联在气体放电管GDTU5的1脚和3脚之间，气体放电管GDTU5的2脚接地。
所述光电信号隔离模块包括光耦芯片U1、U2、U3及与各光耦芯片配置的外围电路，所述的光耦芯片U1和光耦芯片U2的型号为6N137、光耦芯片U3的型号为PC817C，光耦芯片U1的3脚与芯片U4的1脚连接，光耦芯片U2的6脚与芯片4脚连接，光耦芯片U3的输出端分别与芯片U4的2、3脚连接。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种智能开关控制系统，包括微处理器以及与所述微处理器连接的电源转换模块、总线通讯模块、输出继电器驱动模块，其特征在于：所述微处理器包括MCU微处理器控制模块及PWM信号产生模块，所述输出继电器驱动模块还连接有继电器供电模块，所述输出继电器驱动模块采用零交叉电流设计电路，所述输出继电器驱动模块包括一个K1驱动电路，分别由微处理器和一个普通IO口产生控制信号RELAY0,分别经过限流电阻R1驱动三个开关管Q1，进而通过光藕U1、控制继电器K1。
2.根据权利要求1所述的一种智能开关控制系统，其特征在于：交流电220VAC经过所述继电供电模块的整流二极管D9、D10整流，再经过电感L1、C2进行LC滤波，然后经过来单片开关电源芯片LNK306GN调整，输出VEE端与输出继电器驱动模块相连。
3.根据权利要求1所述的一种智能开关控制系统，其特征在于：总线通讯模块它包括防护模块、总线信息转换模块、光电信号隔离模块，所述的总线信息转换模块分别与防护模块和光电信号隔离模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种智能开关控制系统，其特征在于：所述总线信息转换模块包括有芯片U4，芯片U4的型号为MAX487，芯片U4的1、2、3、4脚分别与光电信号隔离模块连接，芯片U4的6、7脚分别与防护模块连接。
5.根据权利要求3所述的一种智能开关控制系统，其特征在于：所述防护模块包括气体放电管GDTU5、瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3、电阻R4、R7、可调电阻R8、R9，气体放电管GDTU5的1脚通过可调电阻R8与芯片U4的7脚连接气体放电管GDTU5的3脚通过可调电阻R9与芯片U4的6脚连接，瞬态抑制二极管TVS1与TVS3串联后连接在气体放电管GDTU5的1脚和3脚之间，瞬态抑制二极管TVS2并联在气体放电管GDTU5的1脚和3脚之间，气体放电管GDTU5的2脚接地。
6.根据权利要求3所述的一种智能开关控制系统，其特征在于：所述光电信号隔离模块包括光耦芯片U1、U2、U3及与各光耦芯片配置的外围电路，所述的光耦芯片U1和光耦芯片U2的型号为6N137、光耦芯片U3的型号为PC817C，光耦芯片U1的3脚与芯片U4的1脚连接，光耦芯片U2的6脚与芯片4脚连接，光耦芯片U3的输出端分别与芯片U4的2、3脚连接。
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|---|---|---|---|---|
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| CN107027227A (zh) * | 2016-02-01 | 2017-08-08 | 松下知识产权经营株式会社 | 缩短消除电弧所需时间的电源、点亮和照明系统及方法 |
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| CN108271300A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-07-10 | 北京启冠智能科技股份有限公司 | 公共区域照明驱动器 |
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