CN216015203U - 一种交流浪涌保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电路保护装置领域，具体公开一种交流浪涌保护电路，包括：控制回路的继电器；用于反馈继电器状态的，继电器状态反馈电路；继电器驱动电路；交流零点电压检测电路；以及交流零点电压检测电路反馈的零点时刻为起点延迟第二时间后控制所述继电器驱动电路驱动所述继电器吸合的处理器；所述反馈电路的反馈信号端口、继电器驱动电路的信号输入端口、零点电压检测电路的监测信号输出端口、分别与处理器连接；本申请能够减少继电器触点打火的现象。

Description

一种交流浪涌保护电路

技术领域

本实用新型属于电路保护装置领域，特别涉及对继电器保护电路的改进。

背景技术

参照图1，大多数用电器的供电输入电路通常采用桥式整流滤波电路。由于通电瞬间电容趋近于短路，所以产生的浪涌电流数倍甚至数十倍于额定电流，电流与电解电容的内阻、供电回路线缆的阻抗等有关。当使用继电器开关K1对电路进行通断控制时,此浪涌电流会在K1接通的瞬间形成并对K1的触点造成冲击打火，进而造成开关触点氧化或粘连的问题，造成继电器失效。

图2所示是另外一种设计，其采用具有零点监测和导通的光耦搭配可控硅来实现的在交流电压零点时给用电器供电，由于导通的瞬间电压为零，因此理论上可控硅在导通的瞬间电流也为零，减小了用电器在通电瞬间的浪涌电流。该方案由于可控硅导通损耗较大，不便于控制大功率用电器。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种交流浪涌保护电路，其具有体积小，动作时不打火，降低继电器失效的概率。其使用反馈电路和控制电路配合，在交流零点时吸合继电器。

具体而言，交流浪涌保护电路，包括：

控制回路的继电器；

用于反馈继电器状态的，继电器状态反馈电路；

继电器驱动电路；

交流零点电压检测电路；

以及交流零点电压检测电路反馈的零点时刻为起点延迟第二时间后控制所述继电器驱动电路驱动所述继电器吸合的处理器；

所述反馈电路的反馈信号端口、继电器驱动电路的信号输入端口、零点电压检测电路的监测信号输出端口、分别与处理器连接。

在优选的方案中，继电器状态反馈电路包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路信号输入端连接继电器的输出端。

在优选的方案中，零点电压检测电路包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路的信号输入端连接继电器的输入端。

在优选的方案中，所述继电器驱动电路包括控制所述继电器电磁铁回路的驱动场效应管或三极管

在优选的方案中，继电器电磁铁两端并联保护二极管。

在优选的方案中，所述第二时间t2满足关系式t2=(t1/2)*N-t3，其中t1为交流电时间周期，N为正整数，t3为继电器响应时间。

在优选的方案中，所述继电器串联在交流连接器的火线端。

在优选的方案中，还包括电源模块用于向所述继电器、继电器反馈电路、继电器驱动电路、交流零点电压检测电路和处理器供电。

本申请相对现有技术具备技术进步：①本发明通过让继电器触点在交流电的火线电位为零时导通，降低了交流用电器(或负载)通电瞬间的浪涌电流，因此减小了触点打火的现象。②相对于采用大触点电流的继电器来说，可以减小产品的体积，还能降低的继电器的成本。③也解决了现在常用的过零导通光耦配合可控硅方案中可控硅不能承受长时间大电流的问题。

附图说明

图1是现有技术继电器电路示意图。

图2是又一现有技术继电器电路示意图。

图3是本申请电路结构框图示意图。

图4是本申请电路结构框图示意图。

图5是本申请又一电路结构框图示意图。

图6是本申请又一电路结构框图示意图。

图7是本申请电路结构工作时序示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请技术方案做详尽的说明。

请参照图3，交流浪涌保护电路包括：控制回路的继电器302、用于反馈继电器状态的继电器状态反馈电路308、继电器驱动电路306、交流零点电压检测电路304、以及交流零点电压检测电路反馈的零点时刻为起点延迟第二时间后控制所述继电器驱动电路驱动所述继电器吸合的处理器312、所述状态反馈电路308反馈信号端口、继电器驱动电路306的信号输入端口、零点电压检测电路304的监测信号输出端口、分别与处理器312连接。

本申请中处理器利用交流零点电压检测电路304，监测零点电压时刻，并在零点电压时刻后延时一端时间，再控制继电器306吸合，此时吸合时刻恰好与交流电压下一次过零点时刻重合，从而避免了继电器302触点两端电压过高出现打火的现象。也就避免了因打火造成继电器失效的问题。

以下结合附图，分别对图3中各个子模块的结构进行说明。

参照图4，所示的继电器状态反馈电路。继电器状态反馈电路包括光耦隔离电路OPTO1，所述光耦隔离电路信号输入端402连接继电器302的输出端。所述308继电器状态反馈电路的输出端口406输出低电平信号表示继电器302的开关触点吸合。所述308继电器状态反馈电路的输出端口406输出高电平信号表示继电器302的开关触点未吸合或者吸合后处于交流电零点期间。

处理器312通过利用零点电压检测电路304获知交流电压周期信号，在一个或多个周期内所述继电器状态反馈电路308保持高电平信号，说明所述继电器为关断的状态。当所述继电器状态反馈电路308的输出端口406输出低电平信号表示继电器302的开关触点吸合。

处理器312通过上述方案判断，继电器的状态以结合零点电压检测电路 304的信号控制继电器吸合时间点，防止产生打火现象。

参照图5，所示的交流零点电压检测电路304的电路结构与继电器302的状态反馈电路的机构相同。零点电压检测电路，原理与继电器状态反馈电路原理相同。零点电压检测电路304包括光耦隔离电路OPTO1，所述光耦隔离电路OPTO1的信号输入端502连接继电器的输入端。当处于高电平的下降沿或低电平的上升沿时，表示交流电压处于零点位置，所述处理器312根据零点位置判断设置计时起点，并在计时起点后一定时间后控制所述继电器K1吸合。

参照图6，所述继电器驱动电路包括控制所述继电器电磁铁回路的驱动场效应管或三极管Q1。所述场效应管Q1的基极连接电阻R1，所述电阻R1连接驱动信号606，该驱动信号R1为处理器312的驱动信号引脚发出的信号。处理器通312过控制驱动信号控制所述继电器302中的电磁铁的吸合或断开状态。在图6中所述驱动信号为高电平时所述继电器的回路被导通，继电器将触点吸合，在所述驱动信号为低电平时所述继电器回路关断，继电器触点自动复位。

继续参照图6，所述继电器串联在交流连接器的火线端。继电器包括可自动复位的两个触点T，其中一个触点连接火线输入端602，另一个触点连接火线输出端604。继电器K1还包括线圈以及线圈内部的铁心，该铁心用于增强电磁铁的吸力，线圈的一端连接电源VDD，另一端通过开关管接地。同时线圈两端并联保护二极管D1，该保护二极管D1用于防止线圈的产生的感应反向电动势对驱动电路造成冲击。

上述所述继电器302、继电器状态反馈电路308、继电器驱动电路306、交流电零点电压检测电路304和处理器312使用电源模块供电（图中未示出），电源模块为直流电。可选地，电源模块将所述交流降压转换为直流。

参照图7，处理器312通过两次或多次检测出交流电周期为t1,在需要闭合时处理器先监测电压过零点，并延时一端时间t2，经过时间t2时处理器发出继电器闭合信号。所述继电器经过时间t3后闭合，经过时间t3后恰好是电压过零点。

所述延时时间t2为变量，其根据不同的继电器响应时间t3（吸合动作所需时间）有所变化，但无论如何变化t2满足关系式t2=(t1/2)*N-t3，其中N为正整数。

综上所述，本申请相对现有技术具备技术进步：①本发明通过让继电器触点在交流电的火线电位为零时导通，降低了交流用电器(或负载)通电瞬间的浪涌电流，因此减小了触点打火的现象。②相对于采用大触点电流的继电器来说，可以减小产品的体积，还能降低的继电器的成本。③也解决了现在常用的过零导通光耦配合可控硅方案中可控硅不能承受长时间大电流的问题。

Claims (8)

1.一种交流浪涌保护电路，其特征在于，包括：

控制回路的继电器；

用于反馈继电器状态的，继电器状态反馈电路；

继电器驱动电路；

交流零点电压检测电路；

以及交流零点电压检测电路反馈的零点时刻为起点延迟第二时间后控制所述继电器驱动电路驱动所述继电器吸合的处理器；

所述继电器状态反馈电路的反馈信号端口、继电器驱动电路的信号输入端口、零点电压检测电路的监测信号输出端口、分别与处理器连接。

2.根据权利要求1所述的交流浪涌保护电路，其特征在于：继电器状态反馈电路包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路信号输入端连接继电器的输出端。

3.根据权利要求1所述的交流浪涌保护电路，其特征在于：零点电压检测电路包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路的信号输入端连接继电器的输入端。

4.根据权利要求1所述的交流浪涌保护电路，其特征在于：所述继电器驱动电路包括控制所述继电器电磁铁回路的驱动场效应管或三极管。

5.根据权利要求4所述的交流浪涌保护电路，其特征在于：继电器电磁铁两端并联保护二极管。

6.根据权利要求1所述的交流浪涌保护电路，其特征在于：所述第二时间t2满足关系式t2=(t1/2)*N-t3，其中t1为交流电时间周期，N为正整数，t3为继电器响应时间。

7.根据权利要求1所述的交流浪涌保护电路，其特征在于：所述继电器串联在交流连接器的火线端。

8.根据权利要求1所述的交流浪涌保护电路，其特征在于：还包括电源模块用于向所述继电器、继电器反馈电路、继电器驱动电路、交流零点电压检测电路和处理器供电。

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