CN217689832U - 一种开关控制电路以及一种工业控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种开关控制电路以及一种工业控制电路，属于电力电子技术领域，一种开关控制电路电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、双向可控硅、滤波电路、容值超过预设阈值的无极性电容以及具有过零检测功能和双向导通能力的光耦。相较于现有技术而言，在该开关控制电路中，弱电控制信号是通过两级双向晶体可控硅开关来对强电电路进行控制，这样不仅可以免去对继电器的连接线路进行布线时的繁琐步骤，而且，也避免了继电器由于机械触点所出现的抖动、磨损和拉弧等问题。由此就可以进一步提高弱电在对强电电路进行控制时的安全性与可靠性。

Description

一种开关控制电路以及一种工业控制电路

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种开关控制电路以及一种工业控制电路。

背景技术

当使用弱电对强电电路进行开关控制时，一般是通过继电器来对强电电路进行控制，但是，采用继电器对强电电路进行控制的方法，需要采用硬件接线，不仅会导致整个电路接线体积庞大、功耗高，而且，继电器上的机械触点容易出现抖动、磨损和拉弧的现象，从而极大的影响了控制电路在使用过程中的安全性。目前，针对这一技术问题，还没有较为有效的解决办法。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种开关控制电路以及一种工业控制电路，以进一步提高弱电对强电电路进行控制时的安全性与可靠性。其具体方案如下：

一种开关控制电路，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、双向可控硅、滤波电路、容值超过预设阈值的无极性电容以及具有过零检测功能和双向导通能力的光耦；

其中，所述第一电阻的第一端和第二端分别与所述光耦的第一输入端和所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述光耦的第二输入端相连，所述光耦的第一输出端和第二输出端分别与所述第三电阻的第一端和所述第五电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端相连，所述双向可控硅的第一端、第二端和控制端分别与所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第二端和所述第五电阻的第一端相连，所述无极性电容的第一端和第二端分别与所述第三电阻的第二端和所述第五电阻的第二端相连；所述双向可控硅的第一端还分别与火线和所述滤波电路的第一端相连，所述滤波电路的第二端分别与所述双向可控硅的第二端和负载的第一端相连，所述负载的第二端与零线相连；

相应的，所述第一电阻的第一端用于接收目标电压，所述第一电阻的第二端用于接收目标控制器所发送的低电平信号。

优选的，还包括：发光二极管；

其中，所述发光二极管的正极与所述第一电阻的第二端相连，所述发光二极管的负极与所述第二电阻的第一端相连。

优选的，所述无极性电容具体为无极性瓷片电容。

优选的，所述滤波电路包括：第六电阻和第一电容；

其中，所述第六电阻的第二端和所述第一电容的第一端相连；

相应的，所述第六电阻的第一端为所述滤波电路的第一端，所述第一电容的第二端为所述滤波电路的第二端。

优选的，还包括：保险丝；

其中，所述保险丝的第一端与所述滤波电路的第二端相连，所述保险丝的第二端与所述负载的第一端相连。

优选的，所述目标控制器中还设置有用于对所述低电平信号进行检测，以防止所述光耦出现误导通的检测电路。

优选的，所述目标控制器具体为MCU。

优选的，还包括：第二电容、第三电容和第四电容；

其中，所述第二电容的第一端和所述第三电容的第一端均与所述火线相连，所述第二电容的第二端和所述第四电容的第一端均与所述零线相连，所述第三电容的第二端和所述第四电容的第二端相连，并且，所述第三电容和所述第四电容之间的连接线接地。

相应的，本实用新型还公开了一种工业控制电路，包括如前述所公开的一种开关控制电路。

可见，在本实用新型所提供的开关控制电路中，光耦相当于该开关控制电路中的第一级双向晶体可控硅开关，双向可控硅相当于该开关控制电路中的第二级双向晶体可控硅开关，在此设置方式下，不管火线和零线之间通过的是正向电压还是负向电压，都可以保证负载的安全运行。相较于现有技术而言，在本实用新型所提供的开关控制电路中，弱电控制信号是通过两级双向晶体可控硅开关来对强电电路进行控制，这样不仅可以免去对继电器的连接线路进行布线时的繁琐步骤，而且，也可以避免继电器由于机械触点所出现的抖动、磨损和拉弧等问题。由此就能够进一步提高弱电在对强电电路进行控制时的安全性与可靠性。相应的，本实用新型所提供的一种工业控制电路同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的一种开关控制电路的结构图；

图2为当图1中火线AC-L和零线AC-N之间的电压为正向电压时，开关控制电路中的电流流向示意图；

图3为当图1中火线AC-L和零线AC-N之间的电压为负向电压时，开关控制电路中的电流流向示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的另一种开关控制电路的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1，图1为本实用新型实施例所提供的一种开关控制电路的结构图，该开关控制电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、双向可控硅Q、滤波电路、容值超过预设阈值的无极性电容C0以及具有过零检测功能和双向导通能力的光耦U；

其中，第一电阻R1的第一端和第二端分别与光耦U的第一输入端和第二电阻R2的第一端相连，第二电阻R2的第二端与光耦U的第二输入端相连，光耦U的第一输出端和第二输出端分别与第三电阻R3的第一端和第五电阻R5的第一端相连，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端相连，双向可控硅Q的第一端、第二端和控制端分别与第四电阻R4的第二端、第五电阻R5的第二端和第五电阻R5的第一端相连，无极性电容C0的第一端和第二端分别与第三电阻R3的第二端和第五电阻R5的第二端相连；双向可控硅Q的第一端还分别与火线AC-L和滤波电路的第一端相连，滤波电路的第二端分别与双向可控硅Q的第二端和负载的第一端相连，负载的第二端与零线AC-N相连；

相应的，第一电阻R1的第一端用于接收目标电压V1，第一电阻R1的第二端用于接收目标控制器所发送的低电平信号Con_1。

在本实施例中，是提供了一种新型的弱电对强电进行控制的开关控制电路，利用该开关控制电路可以进一步提高弱电在对强电进行控制时的安全性与可靠性。

当强电侧的交流电接通时，火线AC-L和零线AC-N之间的电压就会有两种状态，一种是火线AC-L和零线AC-N之间的电压为正向电压，另一种是火线AC-L和零线AC-N之间的电压为负向电压。

请参见图2，图2为当图1中火线AC-L和零线AC-N之间的电压为正向电压时，开关控制电路中的电流流向示意图。具体的，如果火线AC-L和零线AC-N之间的电压为正向电压，当目标控制器向开关控制电路发送低电平信号Con_1时，开关控制电路中的光耦U就会处于导通状态，当交流电穿越零点电压之后，第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5上就会产生分压电动势，并向双向可控硅Q发送第一控制信号，从而使得双向可控硅Q、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5之间按照如图2所示的电流流向进行导通，在此情况下负载就可以保持正常的运行状态。

请参见图3，图3为当图1中火线AC-L和零线AC-N之间的电压为负向电压时，开关控制电路中的电流流向示意图。具体的，如果火线AC-L和零线AC-N之间的电压为负向电压时，当目标控制器向开关控制电路发送低电平信号Con_1时，开关控制电路中的光耦U就会处于导通状态，当交流电穿越零点电压之后，第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5上就会产生分压电动势，并向双向可控硅Q发送第二控制信号，从而使得双向可控硅Q、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5之间按照如图3所示的电流流向进行导通，在此情况下负载也可以保持正常的运行状态。

需要说明的是，在本实施例中，滤波电路不仅能够抑制电网尖峰电压对负载的影响，而且，也能够抑制感性负载在关断时对电网的反向冲击。无极性电容C0会起到抑制电网尖峰电压，并保护开关控制电路内部的电子元器件不受电网尖峰电压冲击的影响。

可以理解的是，相较于现有技术中弱电需要使用继电器来对强电电路进行控制的技术方案而言，在本实施例所提供的开关控制电路中，因为弱电控制信号是通过两级双向晶体可控硅开关来对强电电路进行控制，这样不仅可以免去对继电器的连接线路进行布线时的繁琐步骤，而且，也避免了继电器由于机械触点所出现的抖动、磨损和拉弧等问题，由此就可以进一步保证该开关控制电路在使用过程中的整体安全性。

可见，在本实施例所提供的一种开关控制电路中，光耦相当于该开关控制电路中的第一级双向晶体可控硅开关，双向可控硅相当于该开关控制电路中的第二级双向晶体可控硅开关，在此设置方式下，不管火线和零线之间通过的是正向电压还是负向电压，都可以保证负载的安全运行。相较于现有技术而言，在本实施例所提供的开关控制电路中，弱电控制信号是通过两级双向晶体可控硅开关来对强电电路进行控制，这样不仅可以免去对继电器的连接线路进行布线时的繁琐步骤，而且，也可以避免继电器由于机械触点所出现的抖动、磨损和拉弧等问题。由此就可以进一步提高弱电在对强电电路进行控制时的安全性与可靠性。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，请参见图4，图4为本实用新型实施例所提供的另一种开关控制电路的结构图。作为一种优选的实施方式，上述开关控制电路还包括：发光二极管D；

其中，发光二极管D的正极与第一电阻R1的第二端相连，发光二极管D的负极与第二电阻R2的第一端相连。

在实际应用中，还可以在上述开关控制电路中设置发光二极管D，并利用发光二极管D的发光状态来表征开关控制电路的运行状态。也即，当发光二极管D处于亮起状态时，则说明开关控制电路处于正常运行状态，而当发光二极管D处于熄灭状态时，则说明开关控制电路处于关断状态。

显然，通过在开关控制电路中添加发光二极管就可以使得人们及时知悉到开关控制电路的运行状态，由此就可以提高人们在使用该开关控制电路时的用户体验。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，无极性电容具体为无极性瓷片电容。

可以理解的是，因为无极性瓷片电容不仅可以在高电压下进行长时间的稳定工作，而且，无极性瓷片电容还具有设置成本低、绝缘性好以及耐高温等优点，所以，当将无极性电容设置为无极性瓷片电容时，就可以进一步提高人们在使用该开关控制电路时的安全性。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，请参见图4，图4为本实用新型实施例所提供的另一种开关控制电路的结构图。作为一种优选的实施方式，滤波电路包括：第六电阻R6和第一电容C1；

其中，第六电阻R6的第二端和第一电容C1的第一端相连；

相应的，第六电阻R6的第一端为滤波电路的第一端，第一电容C1的第二端为滤波电路的第二端。

具体的，在本实施例中，可以将开关控制电路中的滤波电路设置为RC滤波电路，也即，利用第六电阻R6和第一电容C1来组成滤波电路，并以此来抑制电网尖峰电压对负载的影响以及负载在断电时对电网的反向冲击。

此外，相较于其它结构的滤波电路而言，该滤波电路的设置结构简单，这样不仅可以降低该开关控制电路的线路复杂度，而且，也可以降低滤波电路对开关控制电路的空间占用量。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，请参见图4，图4为本实用新型实施例所提供的另一种开关控制电路的结构图。作为一种优选的实施方式，上述开关控制电路还包括：保险丝F；

其中，保险丝F的第一端与滤波电路的第二端相连，保险丝F的第二端与负载的第一端相连。

在该开关控制电路中还可以设置保险丝，在此设置方式下，当开关控制电路中的电流过大时，就可以利用保险丝直接将开关控制电路切断，这样不仅可以避免负载在遇到大电流时所出现的烧毁现象，而且，也可以保证整个开关控制电路在运行过程中的整体可靠性。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，目标控制器中还设置有用于对低电平信号进行检测，以防止光耦出现误导通的检测电路。

在本实施例中，还可以在目标控制器中设置检测电路，并利用检测电路来检测目标控制器所发送的控制信号是否为低电平信号。也即，如果目标控制器所发送的控制信号为低电平信号，则检测电路直接将目标控制器所发送的控制信号发送至开关控制电路；如果目标控制器所发送的控制信号不是低电平信号，此时为了避免开关控制电路中光耦出现误导通的现象，检测电路就不会将目标控制器所发送的控制信号发送至开关控制电路。

具体的，在实际应用中，可以将检测电路设置为开关管或者MOS管等等。并且，当将检测电路设置于目标控制器当中时，就可以进一步减少开关控制电路对空间体积的占用量。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，作为一种优选的实施方式，目标控制器具体为MCU。

在实际应用中，可以将目标控制器设置为MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)，因为MCU相较于其它类型的控制器而言，不仅具有强大的逻辑控制能力，而且，MCU还具有体积小、重量轻等优点，所以，当将目标控制器设置为MCU时，就可以提高人们在使用该开关控制电路时的便捷度。

基于上述实施例，本实施例对技术方案作进一步的说明与优化，请参见图4，图4为本实用新型实施例所提供的另一种开关控制电路的结构图。作为一种优选的实施方式，上述开关控制电路还包括：第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；

其中，第二电容C2的第一端和第三电容C3的第一端均与火线AC_L相连，第二电容C2的第二端和第四电容C4的第一端均与零线AC_N相连，第三电容C3的第二端和第四电容C4的第二端相连，并且，第三电容C3和第四电容C4之间的连接线接地。

在实际应用中，还可以在开关控制电路中设置第二电容C2、第三电容C3以及第四电容C4，并利用第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4所组成的电磁兼容电路来进一步提高该开关控制电路对电磁信号的抗干扰能力，由此就可以进一步提高该开关控制电路在运行过程中的安全性与可靠性。

相应的，本实用新型实施例还提供了一种工业控制电路，包括如前述所公开的一种开关控制电路。

本实用新型实施例所提供的一种工业控制电路，具有前述所公开的一种开关控制电路所具有的有益效果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种开关控制电路，其特征在于，包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、双向可控硅、滤波电路、容值超过预设阈值的无极性电容以及具有过零检测功能和双向导通能力的光耦；

其中，所述第一电阻的第一端和第二端分别与所述光耦的第一输入端和所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端与所述光耦的第二输入端相连，所述光耦的第一输出端和第二输出端分别与所述第三电阻的第一端和所述第五电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端相连，所述双向可控硅的第一端、第二端和控制端分别与所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第二端和所述第五电阻的第一端相连，所述无极性电容的第一端和第二端分别与所述第三电阻的第二端和所述第五电阻的第二端相连；所述双向可控硅的第一端还分别与火线和所述滤波电路的第一端相连，所述滤波电路的第二端分别与所述双向可控硅的第二端和负载的第一端相连，所述负载的第二端与零线相连；

相应的，所述第一电阻的第一端用于接收目标电压，所述第一电阻的第二端用于接收目标控制器所发送的低电平信号。

2.根据权利要求1所述的一种开关控制电路，其特征在于，还包括：发光二极管；

其中，所述发光二极管的正极与所述第一电阻的第二端相连，所述发光二极管的负极与所述第二电阻的第一端相连。

3.根据权利要求1所述的一种开关控制电路，其特征在于，所述无极性电容具体为无极性瓷片电容。

4.根据权利要求1所述的一种开关控制电路，其特征在于，所述滤波电路包括：第六电阻和第一电容；

其中，所述第六电阻的第二端和所述第一电容的第一端相连；

相应的，所述第六电阻的第一端为所述滤波电路的第一端，所述第一电容的第二端为所述滤波电路的第二端。

5.根据权利要求1所述的一种开关控制电路，其特征在于，还包括：保险丝；

其中，所述保险丝的第一端与所述滤波电路的第二端相连，所述保险丝的第二端与所述负载的第一端相连。

6.根据权利要求1所述的一种开关控制电路，其特征在于，所述目标控制器中还设置有用于对所述低电平信号进行检测，以防止所述光耦出现误导通的检测电路。

7.根据权利要求1所述的一种开关控制电路，其特征在于，所述目标控制器具体为MCU。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种开关控制电路，其特征在于，还包括：第二电容、第三电容和第四电容；

其中，所述第二电容的第一端和所述第三电容的第一端均与所述火线相连，所述第二电容的第二端和所述第四电容的第一端均与所述零线相连，所述第三电容的第二端和所述第四电容的第二端相连，并且，所述第三电容和所述第四电容之间的连接线接地。

9.一种工业控制电路，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的一种开关控制电路。

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