CN212161701U - 一种和相位同步的继电器控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种和相位同步的继电器控制电路,包括过零检测电路、驱动控制电路和主控MCU，其中过零检测电路和主控MCU连接直流电源，过零检测电路和驱动控制电路连接市电220V，过零检测电路与主控MCU电连接，驱动控制电路与主控MCU电连接。通过过零检测电路将电路信息输入主控MCU分析，把得出的相位信息输出到控制驱动控制电路，控制继电器的触点在开关两端电压为零时闭合，触点在通过其交流电流为零时断开，从而使切换负载时产生的涌流极小，减少了带电合闸，减少了电弧所带来的安全隐患。同时，有效的保护了开关器件，负载器件,延长相关电路的使用寿命。

Description

一种和相位同步的继电器控制电路

技术领域

本实用新型涉及开关电路技术领域，特别涉及一种和相位同步的继电器控制电路。

背景技术

继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。现有的继电器控制电路，在操作过程中直接带电进行开闸合闸，触点寿命短，并且有很强的随机性，会产生电弧，造成一定的安全隐患。同时，继电器触点控制系统，无法在开关两端交流电压为零时闭合。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种和相位同步的继电器控制电路，从而解决现有的继电器控制电路中存在的直接带电进行开闸、合闸操作，从而导致的触点寿命短、带有安全隐患等问题。

本实用新型的实用新型目的通过以下技术方案得以实现：

包括过零检测电路、驱动控制电路以及主控MCU，其中过零检测电路与主控MCU的输入端相连，主控MCU的输出端连接驱动控制电路，过零检测电路、驱动控制电路都接入市电220V的交流电源。

过零检测电路包括光电耦合器U10、整流二极管D15、续流二极管D28、电阻、电容、开关三极管Q28。

进一步地，过零检测电路通过整流二极管D15接入市电220V的交流电源，整流二极管D15将交流电进行整流处理。

进一步地，续流二极管D28与电阻、电容并联在电路中，防止开关瞬间反向电动势过大击穿开关三极管Q28。

进一步地，开关三极管Q28与光电耦合器U10串联在电路中，光电耦合器U10的发光极管正极P连接市电220V的零线，光电耦合器U10的发光极管负极N通过开关三极管Q28，连接市电220V的火线，光电耦合器U10的光敏晶体管发射极连接主控MCU的输入端，光电耦合器U10的光敏晶体管集电极接通的直流电源。光电耦合器U10可以将电信号转换成TTL电平，送入主控MCU进行相位分析。

在一些实施方式中，光电耦合器接入的直流电源电压为3.3V。

驱动控制电路包括开关三极管Q4、续流二极管D1、继电器KA1、电阻。

进一步地，开关三极管Q4与续流二极管D1、继电器KA1串联形成回路，继电器KA1通过RELAY_COMM_A接入市电220V的直流电源，继电器的常闭触点RELAY_NC_A连接负载电路,开关三极管Q4与主控MCU的输出端RELAY_CTRL_A连接，驱动控制电路接通直流电源。

在一些实施方式中，驱动控制电路接通的直流电源电压为5V。

本实用新型的有益效果是：通过过零检测电路将电路信息输入主控MCU分析，得出相位信息输出到控制驱动控制电路，输出的驱动信号为高时，开关三极管导通，继电器电磁线圈两端产生电压差从而产生电磁感应，控制继电器的触点在开关两端电压为零时闭合；输出的驱动信号为低时，开关三极管断开，控制继电器的触点在通过其交流电流为零时断开，从而使切换负载时产生的涌流极小，减少了带电合闸，减少了电弧所带来的安全隐患。同时，有效的保护了开关器件，负载器件,延长相关电路的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的硬件原理框图；

图2为本实用新型的过零检测电路图；

图3为本实用新型的驱动电路图。

图1中的附图标记为：主控MCU(1)；驱动控制电路(2)；过零检测电路(3)；市电220V(4)。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图，对本实用新型做进一步的详细说明。

具体实施方式一

本实用新型的一种相位同步的继电器控制电路，如图1所示，包括：过零检测电路3、驱动控制电路2以及主控MCU1，其中过零检测电路3与主控MCU1的输入端相连，主控MCU1的输出端连接驱动控制电路2，过零检测电路3、驱动控制电路2都接入市电220V的交流电源。

其中，过零检测电路3如图2所示，包括光电耦合器U10、整流二极管D15、续流二极管D28、电阻、电容、开关三极管Q28。

续流二极管D28与电阻、电容并联在电路中，防止开关瞬间反向电动势过大击穿开关三极管Q28。

过零检测电路3通过整流二极管D15接入市电220V的交流电源，当电源接通时，整流二极管D15将交流电进行整流处理。开关三极管Q28与光电耦合器U10串联在电路中，光电耦合器U10的发光极管正极P连接市电220V的零线，光电耦合器U10的发光极管负极N通过开关三极管Q28，连接市电220V的火线，光电耦合器U10的光敏晶体管发射极连接主控MCU1的输入端，光电耦合器U10的光敏晶体管集电极接通的直流电源。当电源接通时，开关三极管Q28导通，控制光电耦合器U10中的发光极管发光，光电耦合器U10由此可以将电信号转换成TTL电平，送入主控MCU1进行相位分析。再由主控MCU1分析得出结果，输出到驱动控制电路2，控制继电器开关。

驱动控制电路2如图3所示，包括开关三极管Q4、续流二极管D1、继电器KA1、电阻。开关三极管Q4与续流二极管D1、继电器KA1串联形成回路，继电器KA1通过RELAY_COMM_A接入市电220V4的交流电源，继电器的常闭触点RELAY_NC_A连接负载电路,开关三极管Q4与主控MCU1的输出端RELAY_CTRL_A连接，驱动控制电路2接通直流电源。

当主控MCU1对由过零检测电路3输入的信息进行分析后，由RELAY_CTRL_A输出的驱动信号为高时，开关三极管Q4导通，继电器KA1电磁线圈两端产生5V电压差从而产生电磁感应，受控开关被吸附而闭合。当RELAY_CTRL_A为低时，开关三极管Q4断开，继电器的电磁线圈由于有续流二极管D1，可以解决开关瞬间，反向电动势过大击穿三极管的问题，使所带电荷迅速被释放，受控开关被释放而断开。

通过过零检测电路3将电路信息输入主控MCU1分析，得出相位信息输出到控制驱动控制电路2，输出的驱动信号为高时，开关三极管导通，继电器电磁线圈两端产生电压差从而产生电磁感应，控制继电器的触点在开关两端电压为零时闭合；输出的驱动信号为低时，开关三极管断开，控制继电器的触点在通过其交流电流为零时断开，从而使切换负载时产生的涌流极小，减少了带电合闸，降低了电弧所带来的安全隐患。同时，有效的保护了开关和负载器件,延长了相关电路的使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种和相位同步的继电器控制电路，其特征在于，包括过零检测电路、驱动控制电路以及主控MCU，其中所述过零检测电路与主控MCU的输入端相连，所述主控MCU的输出端连接所述驱动控制电路，所述过零检测电路、所述驱动控制电路都接入市电220V的交流电源。

2.根据权利要求1所述的一种和相位同步的继电器控制电路，其特征在于，所述过零检测电路包括光电耦合器、整流二极管、续流二极管、电阻、电容、开关三极管；所述过零检测电路通过所述整流二极管接入市电220V的交流电源，所述续流二极管与所述电阻、所述电容并联在所述过零检测电路中；所述开关三极管与所述光电耦合器串联在所述过零检测电路中，所述光电耦合器的发光极管正极连接市电220V的零线，所述光电耦合器的发光极管负极通过所述开关三极管，连接市电220V的火线，所述光电耦合器的光敏晶体管发射极连接所述主控MCU的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种和相位同步的继电器控制电路，其特征在于，所述过零检测电路中的所述光电耦合器的光敏晶体管集电极接通3.3V的直流电源。

4.根据权利要求1所述的一种和相位同步的继电器控制电路，其特征在于，所述驱动控制电路包括电阻、开关三极管、续流二极管、继电器，所述开关三极管与所述续流二极管、所述继电器串联形成回路，所述继电器接入市电220V的直流电源，所述开关三极管与所述主控MCU的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的一种和相位同步的继电器控制电路，其特征在于，所述驱动控制电路接通5V直流电源。

6.根据权利要求4所述的一种和相位同步的继电器控制电路，其特征在于，所述继电器的常闭触点连接负载电路。

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