CN205583666U - 一种应用在电动晾衣机上的过零保护电路 - Google Patents
一种应用在电动晾衣机上的过零保护电路 Download PDFInfo
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Abstract
一种应用在电动晾衣机上的过零保护电路，包括MCU控制器、过零检测模块和电子开关；过零检测模块检测负载交流供电电源的相电压的零电势点并输出；电子开关串联在负载的交流供电回路中；MCU控制器输入过零检测模块的过零检测信号，根据该过零检测信号控制电子开关的通断。本实用新型能够避免电子开关器件受到大电流冲击，在电子开关器件选型时，可以降低对电子开关器件的参数选择要求并延长电子开关的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用在电动晾衣机上的过零保护电路。
背景技术
随着晾衣机行业的发展，智能电动晾衣机发展迅速，有逐步取代各种手摇晾衣机的趋势，传统的智能电动晾衣机使用继电器作为电子开关控制器件，通过MCU控制器控制继电器吸合/断开操作,从而实现电动晾衣机上的负载控制，在电子开关器件选型时，为了防止大电流冲击造成的损坏，会选用大功率电子开关器件，造成资源的严重浪费。
发明内容
本实用新型的目的就是克服现有技术的不足，提供一种应用在电动晾衣机上的过零保护电路，能够避免电子开关器件受到大电流的冲击，在电子开关器件选型时，可以降低对电子开关器件的参数选择要求。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种应用在电动晾衣机上的过零保护电路，包括MCU控制器、过零检测模块和电子开关；
过零检测模块，检测负载交流供电电源的相电压的零电势点并输出；
电子开关，串联在负载的交流供电回路中；
MCU控制器，输入过零检测模块的过零检测信号，根据该过零检测信号控制电子开关的通断。
还可包括连接MCU控制器的故障提示模块。
在一种实施方式中，所述电子开关包含驱动模块和继电器，所述MCU控制器经驱动模块驱动继电器工作。
在一种实施方式中，所述过零检测模块包含整流模块和光电耦合模块，负载的交流供电电源经整流模块整流后输送至光电耦合模块，该光电耦合模块输出过零检测信号。
本实用新型由于包括过零检测模块，故MCU控制器能够根据过零检测信号，控制电子开关在负载交流供电电源的电流零点附近接通或断开，也即在交流供电电源的电流零点附近，对负载进行开/关操作，此时，电子开关承受的电流冲击最小，拉弧和能量冲击也最小。由此可见，本实用新型可以更好地保护电子开关器件，消除过电压、过电流对电子开关器件的冲击，降低拉弧引起的损坏，提高电子开关器件的使用寿命。也正是由于减少或消除了对电子开关器件的冲击，故在电子开关器件选型时，可以降低对电子开关器件的参数选择要求。
附图说明
图1是实施例的电路方框图；
图2是实施例的继电器驱动控制示意图；
图3是实施例的过零检测模块电路原理图；
图4是实施例的过零检测电气示意图；
图5是实施例的纯阻性负载电压和电流曲线图；
图6是实施例的纯容性负载电压和电流曲线图；
图7是实施例的纯电感性负载电压和电流曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
如图1所示，实施例包括MCU控制器、过零检测模块、驱动模块、继电器和故障提示模块；过零检测模块检测负载交流供电电源相电压的零电势点并输出，为时序控制提供基点；如图2所示，MCU控制器的端口H输出控制信号，经驱动模块驱动继电器工作，具体是：驱动模块驱动继电器的线圈通电，继电器的开关触点串联在负载的交流供电回路中；MCU控制器的端口A输入过零检测模块的过零检测信号，并根据该过零检测信号发送控制命令到驱动模块，驱动继电器吸合/断开工作，从而实现对电动晾衣机上的负载进行开/关操作；故障提示模块和MCU控制器相连接，该故障提示模块包含LED灯或声音报警器，如果过零检测信号连续丢失，MCU控制器输出报警信号至故障提示模块，以LED灯或声音提示的方式，提示过零检测异常，此时，MCU控制器的端口H关闭控制信号输出，从而禁止继电器进行吸合/断开操作。
如图3所示，实施例的过零检测模块包含半波整流模块和光电耦合模块，负载的交流供电电源U经半波整流模块整流后输送至光电耦合模块，该光电耦合模块输出过零检测信号UA。负载交流供给电源U连接在L、N两端，半波整流模块包含二极管D1，对供电电源U做半波整流，光电耦合模块包含光电耦合器U1、光电耦合器限流保护器件R1、R2、端口A的上拉电阻R3和起滤波作用的电阻R4、电容C1。
如图2、图3所示，实施例是通过光电耦合器U1隔离，将负载供电电源U的相电压零电势点信息同步反馈到MCU控制器端口A接收，经处理后，MCU控制器的端口H发送指令给驱动模块，该驱动模块对继电器进行吸合或断开操作。如图4所示，是实施例的过零检测电气示意图；如图5所示，是实施例负载是纯电阻负载时电压和电流随时间变化曲线图；如图6所示，是实施例负载是纯电容性负载时电压和电流曲线图；如图7所示，是实施例负载是纯电感性负载时电压和电流曲线图；图5、图6和图7展示负载特性不同，电流零点时间点有一定的差异性，继电器的开关触点需要在不同的时间点进行吸合或断开控制，选择在电流零点附近触发，触点受到的电流冲击就会最小。
如图4所示，UB为负载交流供电电源半波整流后的电压曲线，UA为MCU控制器过零检测端口A的电平变化曲线。当交流供电电源在AC区间时，光电耦合器U1导通，此时MCU控制器端口A体现为低电平，当交流供电电源在CB区间时，光电耦合器U1不导通，此时MCU控制器端口A体现为高电平，在A点、B点近似相电压零电势点位置，MCU控制器过零检测端口A的电平从高电平到低电平跳变，MCU控制器根据端口A的电平变化，确定近似相电压零电势点位置A和B，再根据零电势点信息，MCU控制器发送控制信号到端口H，控制驱动模块，实现对负载的开/关控制。如图4、图5、图6、图7所示，近似负载电流零点时间区域T1处于CE区间，D点为负载电流零点，CD区间等于DE区间等于OA区间，在T1时间区域吸合或断开继电器，此时承受的电流冲击最小，拉弧和能量冲击最小。为了达到继电器在T1时间区域吸合/断开，就必须找到供电电源相电压的零电势点和继电器的机械通断时间，所以需要过零检测模块检测负载电源的相电压近似零电势点，如图4所示，通过MCU控制器检测过零检测模块的信号，可以检测到A点和B点为近似负载电源的零电势点，T3为从检测到相电压零电势点A点延时到MCU控制器的端口H发送指令给驱动模块的时间，T3时间由以下算法可以计算出来：
阻性负载：T3＝0.5T-T1-T2；
纯容性负载：T3＝0.75T-T1-T2；
纯感性负载：T3＝0.75T-T1-T2；
T3为MCU控制器从检测到近似零电势点起延时输出控制信号给继电器的时间；
T为负载交流供电电源周期；
T1为近似电流零点时间区域，通过示波器观察得到；
T2为继电器的机械吸合时间，通过查器件规格书可知。
综上所述，在电动晾衣机上使用过零检测模块，通过检测负载电源相电压的零电势点，作为基点，在电流近似零点区域吸合或断开电子开关，从而，能更好地保护如继电器等电子开关器件，消除过电流对电子开关器件的冲击。
Claims (4)
1.一种应用在电动晾衣机上的过零保护电路，其特征在于：包括MCU控制器、过零检测模块和电子开关；
过零检测模块，检测负载交流供电电源的相电压零电势点并输出；
电子开关，串联在负载的交流供电回路中；
MCU控制器，输入过零检测模块的过零检测信号，根据该过零检测信号控制电子开关的通断。
2.根据权利要求1所述的过零保护电路，其特征在于：还包括连接MCU控制器的故障提示模块。
3.根据权利要求1所述的过零保护电路，其特征在于：所述电子开关包含驱动模块和继电器，所述MCU控制器经驱动模块驱动继电器工作。
4.根据权利要求1所述的过零保护电路，其特征在于：所述过零检测模块包含整流模块和光电耦合模块，负载的交流供电电源经整流模块整流后输送至光电耦合模块，该光电耦合模块输出过零检测信号。
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