CN209133419U - 一种继电器控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及一种继电器控制电路，包括：继电器、继电器动作时间检测电路、过零检测电路、继电器驱动电路和控制器；所述控制器用于接收所述过零检测电路的过零检测信号，根据所述过零检测信号发送驱动信号至所述继电器驱动电路，以通过所述继电器驱动电路驱动所述继电器动作，并根据所述继电器动作时间检测电路检测的继电器动作时间调整发送所述驱动信号的时间点。实时检测的继电器动作时间可以更准确的确定继电器的动作时间，从而可以更准确的确定控制器发送驱动信号的时间点，能确保继电器在零点附近开关。

Description

一种继电器控制电路

技术领域

本实用新型实施例涉及继电器控制技术领域，特别是涉及一种继电器控制电路。

背景技术

继电器作为电子开关在控制板中应用广泛。使用中，通常将继电器串联于电路中，通过控制器控制继电器的开通和关断来控制电路工作。为了安全控制的需要，目前，多采用继电器过零控制方法。即控制继电器在电路所接的交流电的过零点附近使继电器吸合或关断，以缓解触电火花。然而，由于控制器发送驱动信号的时间与继电器的实际动作时间具有延时，因此，需要在交流电过零之前的一定时间即发送驱动信号。目前的做法是控制板中的所有继电器均采用过零点检测和一个固定的过零偏差值来确定控制器发送驱动信号的时间点。

在实现本实用新型过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：

由于各个继电器的个体差异，其动作时间并不一定相同，采用统一的固定过零偏差值来确定控制器发送驱动信号的时间点无法保证每个继电器都在零点附近开关。

发明内容

本实用新型实施例的目的是提供一种继电器控制电路，能控制继电器在零点附近开关。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用的一个技术方案是：

一种继电器控制电路，包括：

继电器、继电器动作时间检测电路、过零检测电路、继电器驱动电路和控制器；

所述过零检测电路的第一端连接第一电压、第二端连接第二电压、过零检测输出端连接所述控制器；

所述继电器动作时间检测电路的第一端与所述继电器的第一端连接形成第一共同连接端，所述第一共同连接端连接所述第二电压，所述继电器动作时间检测电路的第二端与所述继电器的第二端连接形成第二共同连接端，所述第二共同连接端连接所述第一电压，所述继电器动作时间检测电路的时间检测输出端连接所述控制器，所述继电器动作时间检测电路用于检测所述继电器的动作时间；

所述继电器的第三端连接第三电压、第四端通过所述继电器驱动电路连接第四电压，所述继电器驱动电路的控制端连接所述控制器；

所述控制器用于接收所述过零检测电路的过零检测信号，根据所述过零检测信号发送驱动信号至所述继电器驱动电路，以通过所述继电器驱动电路驱动所述继电器动作，并根据所述继电器动作时间检测电路检测的继电器动作时间调整发送所述驱动信号的时间点。

在一些实施例中，所述继电器动作时间检测电路包括：

第一开关管、第一二极管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；

所述第一开关管的第一端连接所述第一二极管的第一端，且该所述第一开关管和所述第一二极管的共同连接端通过所述第六电阻电性连接所述第一电压，所述第一开关管的第二端连接所述第一二极管的第二端，且该所述第一开关管和所述第一二极管的共同连接端连接所述第二电压，所述第一开关管的第三端连接所述第四电阻和所述第五电阻的共同连接端，所述第五电阻的另一端连接所述第四电压，所述第四电阻的另一端作为所述继电器动作时间检测电路的时间检测输出端连接所述控制器。

在一些实施例中，所述过零检测电路包括：

第二开关管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第二开关管的第一端连接所述第二二极管的第一端，且该所述第二开关管和所述第二二极管的共同连接端通过所述第一电阻连接所述第一电压，所述第二开关管的第二端连接所述第二二极管的第二端，且该所述第二开关管和所述第二二极管的共同连接端连接所述第二电压，所述第二开关管的第三端连接所述第二电阻和所述第三电阻的共同连接端，所述第二电阻的另一端连接所述第四电压，所述第三电阻的另一端作为所述过零检测电路的过零检测输出端连接所述控制器。

在一些实施例中，所述继电器驱动电路包括：

第三开关管、第七电阻和第八电阻；

所述第三开关管的第一端连接所述第七电阻和所述第八电阻的共同连接端，所述第七电阻的另一端连接所述第四电压，所述第八电阻的另一端作为所述继电器驱动电路的控制端连接所述控制器，所述第三开关管的第二端连接所述第四电压，所述第三开关管的第三端连接所述继电器的第四端。

在一些实施例中，所述继电器控制电路还包括负载电路，所述负载电路电性连接于所述继电器的第二端与所述第一电压之间。

在一些实施例中，所述第一电压为交流电的火线电压，所述第二电压为交流电的零线电压，所述第三电压为弱电压，所述第四电压为接地电压。

在一些实施例中，所述第一开关管为三极管，所述第一开关管的第一端为基极、所述第一开关管的第二端为发射极，所述第一开关管的第三端为集电极。

在一些实施例中，所述第二开关管为三极管，所述第二开关管的第一端为基极、所述第二开关管的第二端为发射极，所述第二开关管的第三端为集电极。

在一些实施例中，所述第一开关管和所述第二开关管均为PNP型三极管。

在一些实施例中，所述第三开关管为NPN型三极管,所述第三开关管的第一端为基极、所述第三开关管的第二端为发射极，所述第三开关管的第三端为集电极。

本实用新型实施例通过过零检测电路检测电路所接的交流电的过零点，通过继电器动作时间检测电路检测继电器的动作时间，并根据所述过零点和所述继电器的动作时间确定控制器发送所述驱动信号的时间点。实时检测的继电器动作时间可以更准确的确定继电器的动作时间，从而可以更准确的确定控制器发送驱动信号的时间点，能确保继电器在零点附近开关。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型继电器控制电路的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型继电器控制电路的一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型继电器控制电路的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参照图1-图3，本实用新型实施例提供了一种继电器控制电路，包括：继电器10、继电器动作时间检测电路20、过零检测电路30、继电器驱动电路40和控制器50。其中，过零检测电路30的第一端连接第一电压V1、第二端连接第二电压V2、过零检测输出端连接控制器50。继电器动作时间检测电路20的第一端与继电器10的第一端连接，该共同连接端连接第二电压V2，继电器动作时间检测电路20的第二端与继电器10的第二端连接，该共同连接端连接第一电压V1，继电器动作时间检测电路20的时间检测输出端连接控制器50。继电器10的第三端连接第三电压V3、第四端通过继电器驱动电路40连接第四电压V4，继电器驱动电路40的控制端连接控制器50。

过零检测电路30用于检测该电路连接的交流电源的过零点，继电器动作时间检测电路20用于检测继电器10的动作时间。控制器50用于接收过零检测电路30的过零检测信号，根据所述过零检测信号发送驱动信号至继电器驱动电路40，以通过继电器驱动电路40驱动继电器10动作。然后根据继电器动作时间检测电路20检测的继电器动作时间和过零检测电路30检测的过零点调整发送所述驱动信号的时间点。

实时检测的继电器动作时间可以更准确的确定继电器的动作时间，从而可以更准确的确定控制器50发送驱动信号的时间点，能确保继电器10在零点附近开关。而且该继电器控制电路无需隔离元件、结构简单、采用的元器件少。

在实际应用中，所述第一电压可以为交流电的火线电压，所述第二电压可以为交流电的零线电压。其中，所述交流电可以为220V交流电、380V交流电等。继电器10的第一端和第二端分别为继电器触点开关的两端，第三端和第四端为继电器线圈的两端用于连接电源。继电器是以小电流控制大电流运作的开关，所述第三电压可以根据实际应用情况采用合适的弱电压VCC(例如+5V电压)，所述第四电压为GND接地端。实际应用时，如图2所示，负载电路60可以电性连接于继电器10的第二端与第一电压V1之间。

其中，在一些实施例中，过零检测电路30可以采用图3所示的电路结构，包括第二开关管T2、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3。第二开关管T2的第一端连接第二二极管D2的第一端，且该共同连接端通过第一电阻R1连接第一电压V1，第二开关管T2的第二端连接第二二极管D2的第二端，且该共同连接端连接第二电压V2。第二开关管T2的第三端连接第二电阻R2和第三电阻R3的共同连接端，第二电阻R2的另一端连接第四电压V4，第三电阻R3的另一端作为过零检测电路30的过零检测输出端连接控制器50。

具体的，第二开关管T2可以为三极管、MOS管(金属-氧化物半导体场效应晶体管)等。以第二开关管T2采用三极管为例说明，第二开关管T2的第一端为基极、第二端为发射极，第三端为集电极。在图3所示的实施例中，第二开关管T2为PNP型三极管。

其中，在一些实施例中，继电器动作时间检测电路20可以采用图3所示的电路结构，包括第一开关管T1、第一二极管D1、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6。第一开关管T1的第一端连接第一二极管D1的第一端，且该共同连接端通过第六电阻R6电性连接第一电压V1，第一开关管T1的第二端连接第一二极管D1的第二端，且该共同连接端连接第二电压V2，第一开关管T1的第三端连接第四电阻R4和第五电阻R5的共同连接端，第五电阻R5的另一端连接第四电压V4，第四电阻R4的另一端作为继电器动作时间检测电路20的时间检测输出端连接控制器50。

具体的，第一开关管T1可以为三极管、MOS管(金属-氧化物半导体场效应晶体管)等。以第一开关管T1采用三极管为例说明，第一开关管T1的第一端为基极、第二端为发射极，第三端为集电极。在图3所示的实施例中，第一开关管T1为PNP型三极管。

其中，在一些实施例中，继电器驱动电路40可以采用图3所示的电路结构，包括第三开关管T3、第七电阻R7和第八电阻R8。第三开关管T3的第一端连接第七电阻R7和第八电阻R8的共同连接端，第七电阻R7的另一端连接第四电压V4，第八电阻R8的另一端作为继电器驱动电路40的控制端连接控制器50，第三开关管T3的第二端连接第四电压V4，第三开关管T3的第三端连接继电器10的第四端。

具体的，第三开关管T3可以为三极管、MOS管(金属-氧化物半导体场效应晶体管)等。以第三开关管T3采用三极管为例说明，第三开关管T3的第一端为基极、第二端为发射极，第三端为集电极。在图3所示的实施例中，第三开关管T3为NPN型三极管。

下面以图3所示的实施例为例说明本实用新型的原理，当过零检测电路30通入交流电时，如果第二二极管D2正极的电压小于负极的电压，则第二开关管T2导通，过零检测输出端输出高电平。当第二二极管D2正极的电压大于负极的电压时，第二二极管D2导通，过零检测输出端输出低电平，控制器10通过检测低电平和高电平的反转点即可确定过零点。

当控制器50检测到过零点时，向继电器驱动电路40发送驱动信号，以通过继电器驱动电路40驱动继电器10动作，控制器50发送驱动信号的时间点可以记为T1。控制器50发送驱动信号的时间点距继电器10真正动作的时间点将有一个延时，即继电器动作时间T。继电器动作时间检测电路20用于检测该继电器动作时间T。

在继电器10未吸合时，当第一二极管D1正极的电压小于负极的电压时，第一开关管T1导通，继电器动作时间检测电路20的时间检测输出端输出高电平。当第一二极管D1正极的电压大于负极的电压时，则第一二极管D1导通，时间检测输出端输出低电平。即继电器10未吸合时，时间检测输出端输出高、低电平交替变化的信号。继电器10吸合时，继电器动作时间检测电路20被继电器10短路，则继电器动作时间检测电路20的时间检测输出端持续输出低电平。

如果控制器10检测到时间检测输出端输出的信号由高、低电平交替变化的信号变为固定的低电平信号，则可以判断出继电器10吸合，如果控制器10检测到时间检测输出端输出的信号由固定的低电平信号变为高、低电平交替变化的信号，则可以判断出继电器10断开。如此可以确定继电器10动作的时间点T2，则T2-T1即为继电器动作时间T。

因为能更准确的确定继电器动作时间T，控制器10可以根据继电器动作时间T和过零点时间T1准确的确定发送驱动信号的时间点，从而确保继电器10在过零点附近动作。在实际使用中，因继电器长期使用可能会导致吸合时间有偏差，可以每隔一段时间修正一次控制器发送驱动信号的时间点，从而使继电器保持最优控制，延长继电器使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种继电器控制电路，其特征在于，包括：

继电器(10)、继电器动作时间检测电路(20)、过零检测电路(30)、继电器驱动电路(40)和控制器(50)；

所述过零检测电路(30)的第一端连接第一电压、第二端连接第二电压、过零检测输出端连接所述控制器(50)；

所述继电器动作时间检测电路(20)的第一端与所述继电器(10)的第一端连接形成第一共同连接端，所述第一共同连接端连接所述第二电压，所述继电器动作时间检测电路(20)的第二端与所述继电器(10)的第二端连接形成第二共同连接端，所述第二共同连接端连接所述第一电压，所述继电器动作时间检测电路(20)的时间检测输出端连接所述控制器(50)，所述继电器动作时间检测电路(20)用于检测所述继电器(10)的动作时间；

所述继电器(10)的第三端连接第三电压、第四端通过所述继电器驱动电路(40)连接第四电压，所述继电器驱动电路(40)的控制端连接所述控制器(50)；

所述控制器(50)用于接收所述过零检测电路(30)的过零检测信号，根据所述过零检测信号发送驱动信号至所述继电器驱动电路(40)，以通过所述继电器驱动电路(40)驱动所述继电器(10)动作，并根据所述继电器动作时间检测电路(20)检测的继电器动作时间调整发送所述驱动信号的时间点。

2.根据权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于，所述继电器动作时间检测电路(20)包括：

第一开关管、第一二极管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；

所述第一开关管的第一端连接所述第一二极管的第一端，且所述第一开关管和所述第一二极管的共同连接端通过所述第六电阻电性连接所述第一电压，所述第一开关管的第二端连接所述第一二极管的第二端，且所述第一开关管和所述第一二极管的共同连接端连接所述第二电压，所述第一开关管的第三端连接所述第四电阻和所述第五电阻的共同连接端，所述第五电阻的另一端连接所述第四电压，所述第四电阻的另一端作为所述继电器动作时间检测电路(20)的时间检测输出端连接所述控制器(50)。

3.根据权利要求2所述的继电器控制电路,其特征在于，所述过零检测电路(30)包括：

第二开关管、第二二极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第二开关管的第一端连接所述第二二极管的第一端，且所述第二开关管和所述第二二极管的共同连接端通过所述第一电阻连接所述第一电压，所述第二开关管的第二端连接所述第二二极管的第二端，且所述第二开关管和所述第二二极管的共同连接端连接所述第二电压，所述第二开关管的第三端连接所述第二电阻和所述第三电阻的共同连接端，所述第二电阻的另一端连接所述第四电压，所述第三电阻的另一端作为所述过零检测电路(30)的过零检测输出端连接所述控制器(50)。

4.根据权利要求1或2所述的继电器控制电路，其特征在于，所述继电器驱动电路(40)包括：

第三开关管、第七电阻和第八电阻；

所述第三开关管的第一端连接所述第七电阻和所述第八电阻的共同连接端，所述第七电阻的另一端连接所述第四电压，所述第八电阻的另一端作为所述继电器驱动电路(40)的控制端连接所述控制器(50)，所述第三开关管的第二端连接所述第四电压，所述第三开关管的第三端连接所述继电器(10)的第四端。

5.根据权利要求1或2所述的继电器控制电路，其特征在于，所述继电器控制电路还包括负载电路(60)，所述负载电路(60)电性连接于所述继电器(10)的第二端与所述第一电压之间。

6.根据权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第一电压为交流电的火线电压，所述第二电压为交流电的零线电压，所述第三电压为弱电压，所述第四电压为接地电压。

7.根据权利要求3所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第一开关管为三极管，所述第一开关管的第一端为基极、所述第一开关管的第二端为发射极，所述第一开关管的第三端为集电极。

8.根据权利要求7所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第二开关管为三极管，所述第二开关管的第一端为基极、所述第二开关管的第二端为发射极，所述第二开关管的第三端为集电极。

9.根据权利要求8所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管均为PNP型三极管。

10.根据权利要求4所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第三开关管为NPN型三极管,所述第三开关管的第一端为基极、所述第三开关管的第二端为发射极，所述第三开关管的第三端为集电极。