WO2015027592A1

WO2015027592A1 - 金卤灯类负载用的时间继电器

Info

Publication number: WO2015027592A1
Application number: PCT/CN2013/088129
Authority: WO
Inventors: 于雪峰; 苏敏; 郑光枢
Original assignee: 浙江正泰电器股份有限公司
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2015-03-05
Also published as: EP3041019A4; AU2013398767B2; TN2016000071A1; EP3041019A1; CN103426683A; EP3041019B1; ES2981711T3; CN103426683B; AU2013398767A1

Abstract

金卤灯类负载用的时间继电器，包括控制电路，控制电路包括降压整流稳压电路 A、断电检测电路 B、计时控制电路 C、储能电路 D、继电器输出电路 E；降压整流稳压电路 A与继电器输出电路 E连接，断电检测电路 B接降压整流稳压电路 A；储能电路 D接降压整流稳压电路 A，在整流稳压电路 A的直流输出端加载电压时储能；计时控制电路 C接继电器输出电路 E，在直流输出端转变为卸载电压的瞬间，储能电路 D为计时控制电路 C供电，断电检测电路 B 给计时控制电路 C输出电压卸载信号，计时控制电路 C进入长延时计时过程，通过继电器输出电路 E控制继电器的输出触点 K1禁止闭合直到计时过程结束。符合金卤灯类负载的延时要求，可以有效保护金卤灯类负载。

Description

金卤灯类负载用的时间继电器

技术领域本发明涉及低压电器领域，具体涉及时间继电器。

背景技术

众所周知，金卤灯作为新型光源，有诸多优点，但要延长使用寿命，二次通电启动必需在冷却后才能进行，否则触发器产生的高压很可能会将灯的触发极和主电极引线烧坏，其原因在于，金卤灯在燃点状态时灯内的气压非常高，冷却状态下气压很低，其点燃的击穿电压是和气压和电极距离是乘积关系，气压越高，启动电压越高，启动越困难，如果在没有得到冷却的情况下重新送电，则需触发器产生很高的电压才能点亮光源，由此频繁启动会缩短光源的寿命。按照 IEC标准规定，寿命试验循环是点灯 11小时，关灯 1小时。为了延长金卤灯的使用寿命，需要一种金卤灯用的时间继电器，用它控制金卤灯的电源的通 /断，并具有在断电后能自动进入长时间延时计时和延时结束后才能接通继电器输出回路的功能，以实现在金卤灯熄灭后的一段冷却所需的时间后才能二次通电启动的控制。当然，这种金卤灯用的时间继电器并不仅用于金卤灯，而且还可用于与金 1¾灯的延时控制过程相同的其它负载，在此将包括金 1¾灯在内的这类负载使用的时间继电器称之为金卤灯类负载用的时间继电器。显然，金卤灯类负载用的时间继电器具有以下延时控制过程：当时间继电器接到与其输出触点分断同步的断电信号时，计时控制电路开始计时，并经过一段较长的延时过程，在此延时过程不管是否恢复通电，输出触点始终保持分断，延时过程结束后，如果当前仍处于断电状态则输出触点继续保持分断，如果当前仍处于通电状态则输出触点转换为闭合。

但现有的时间继电器不能直接用作金卤灯类负载，其原因在于：逻辑功能不能满足金卤灯类负载的二次通电启动的延时要求，金卤灯的延时控制的逻辑要求是在灯源熄灭（即时间继电器的输出触点断开）后开始延时计时，在延时结束后才允许继电器的输出回路接通（即允许时间继电器的输出触点闭合），其逻辑功能如图 2所示的金卤灯类负载所需的逻辑时序图，而现有的时间继电器的逻辑功能通常为在接到动作信号（该动作信号不一定与时间继电器的输出触点的通 /断相关）开后开始延时计时，在延时结束后继电器的输出回路的通 / 断状态（即时间继电器的输出触点闭合 /分断状态）产生跳跃式转换，其逻辑功能如图 1所示的现有的延时型时间继电器的逻辑时序图；现有的时间继电器的延时时间短，一般只能够实现 3分钟以内的延时控制，但金卤灯的冷却时间需要 20分钟，过短的延时不能满足金卤灯的冷却要求；现有的时间继电器的输出触点的工作电流小（一般在 5A以下），不能用于直接控制大功率金卤灯；现有产品在断电后延时控制的过程中无状态指示灯，使用不方便，不直观。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种金卤灯类负载用的时间继电器。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种金卤灯类负载用的时间继电器，它包括电源侧的相线端子 L、中性线端子 N，负载侧的火线端子 4、地线端子 3，以及控制电路，所述的中性线端子 N与地线端子 3连接，所述的继电器的输出触点 K1 串联连接在相线端子 L 与火线端子 4之间，所述的控制电路包括降压整流稳压电路 A、断电检测电路 B、计时控制电路 C、储能电路0、继电器输出电路 E， P争压整流稳压电路 A 的交流输入端的两个极分别接相线端子 L、中性线端子 N，由相线端子 L、中性线端子 N的通电或断电控制降压整流稳压电路 A的直流输出端的加载电压或卸载电压；所述的 P争压整流稳压电路 A与继电器输出电路 E连接提供电源；所述的断电检测电路 B的检测信号输入端接降压整流稳压电路 A的直流输出端，输出端与计时控制电路 C的处理信号输入端连接为计时控制电路 C提供电源是否供电正常的检测信号；所述的储能电路 D的电能输入端接降压整流稳压电路 A的直流输出端，输出端接计时控制电路 C的电源输入端，在所述的直流输出端加载电压时储能，卸载电压时为计时控制电路 C供电；所述的计时控制电路 C的控制信号输出端接继电器输出电路 E的控制信号输入端，在直流输出端由加载电压转变为卸载电压的瞬间，储能电路 D为计时控制电路 C供电，断电检测电路 B给计时控制电路 C输出电压卸载信号，计时控制电路 C进入长延时计时过程，控制电路 C通过继电器输出电路 E控制继电器的输出触点 K1 禁止闭合直到计时控制电路 C的计时过程结束。

进一步，在所述的直流输出端加载电压的常态下，断电检测电路 B的检测信号输出端保持高电平，接计时控制电路 C的控制信号输出端保持高电平，在该高电平的控制下继电器输出电路 E使继电器的输入回路导通，并在直流输出端加载电压的激励控制下继电器的输出触点 K1保持闭合，储能电路 D处于储能状态；在所述的直流输出端卸载电压的瞬间，断电检测电路 B的检测信号输出端转换为低电平，在该低电平的控制下接计时控制电路 C进入长延时计时过程并使控制信号输出端转换为低电平，在该低电平的控制下继电器输出电路 E使继电器的输入回路截止，同时在直流输出端卸载电压的控制下继电器的输出触点 K1转换为分断，储能电路 D转换为供电状态；在所述的直流输出端加载电压的瞬间，断电检测电路 B的检测信号输出端转换为高电平，在该高电平的控制下计时控制电路 C自动检查上一个长延时计时过程是否结束，若长延时计时过程未结束则使控制信号输出端继续保持低电平，若计时过程已结束则使控制信号输出端转换为高电平，并在该高电平和加载电压的激励控制下继电器的输入回路导通并继电器的输出触点 K1转换为闭合，储能电路 D回到储能状态。

进一步，所述的降压整流稳压电路 A包括降压电阻 R4、第四电容 C4、整流桥 IC3、稳压二极管组（VD1、 VD2 ) 、整流二极管 D6、第三稳压二极管 VD3、第六电容 C6和第七电容 C7， P争压电阻 R4串联连接在电源侧火线端子 L 与整流桥 IC3的交流输入端的一个极之间，第四电容 C4并联连接在 P争压电阻 R4的两端，整流桥 IC3的直流输出端的正极用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的正极节点 A1并与断电检测电路 B的检测信号输入端连接，稳压二极管组（VD1、 VD2 ) 中的第一稳压二极管 VD1的负极、第六电容 C6的正极与正极节点 A1 并联连接，第一稳压二极管 VD1 的正极接第二稳压二极管 VD2 的负极，第二稳压二极管 VD2的正极用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的调压节点 A2并与储能电路 D的电能输入端的储能正极连接，整流二极管 D6 的正极接调压节点 A2，整流二极管 D6的负极、第三稳压二极管 VD3的负极、第七电容 C7的正极并联连接并用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的稳压节点 A3，稳压节点 A3接储能电路 D的电能输入端电源正极或计时控制电路 C 的电源输入端，第六电容 C6的负极、第七电容 C7的负极和第三稳压二极管 VD3的正极与整流桥 IC3的直流输出端的地极并联连接，整流桥 IC3的直流输出端的地极用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极。

进一步，所述的断电检测电路 B包括光电耦合器 IC1、第一电阻 Rl、第二电阻 R2、第二电容 C2、第一发光二极管 Dl，第一电阻 R1的一端用作断电检测电路 B的检测信号输入端接降压整流稳压电路 A的直流输出端的原压节点 A1 , 第一电阻 R1另一端接光电耦合器 IC1的输入端的正极，光电耦合器 IC1 的输入端的负极接第一发光二极管 D1的正极，光电耦合器 IC1的输出端的正极与储能电路 D电能输出端连接，光电耦合器 IC1的输出端的负极用作断电检测电路 B的检测信号输出端并与第二电阻 R2的一端、第二电容 C2的一端并联连接，第二电阻 R2的另一端、第二电容 C2的另一端和第一发光二极管 D1 的负极与 P争压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。

进一步，所述的计时控制电路 C包括延时控制芯片 IC2、晶体振荡器 Yl、第一电容 Cl、第三电容 C3、第九电阻 R9、第二发光二极管 D2，延时控制芯片 IC2的第一管脚用作计时控制电路 C的电源输入端并与储能电路 D电能输出端连接，延时控制芯片 IC2的第二管脚与晶体振荡器 Y1的一端和第一电容 C1 的一端并联连接，延时控制芯片 IC2的第三管脚与晶体振荡器 Y1的另一端和第三电容 C3的一端并联连接，延时控制芯片 IC2的第五管脚用作计时控制电路 C的处理信号输入端并与断电检测电路 B的检测信号输出端连接，延时控制芯片 IC2的第六管脚用作计时控制电路 C的控制信号输出端并与继电器输出电路 E的控制信号输入端连接，延时控制芯片 IC2的第九管脚接第九电阻 R9的一端，第九电阻 R9的另一端接第二发光二极管 D2的正极，第一电容 C1的另一端、第三电容 C3的另一端、第二发光二极管 D2的负极和延时控制芯片 IC2 的第十四管脚与 P争压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。

进一步，所述的储能电路 D包括第三电阻 R3、第三二极管 D3、第四二极管 D4、第五二极管 D5、超级电容 C5，第三电阻 R3的一端用作储能电路 D的电能输入端的储能正极并与降压整流稳压电路 A的直流输出端的调压节点 A2 连接，第三电阻 R3的一端接第四二极管 D4的正极，第四二极管 D4的负极与超级电容 C5的正极和第五二极管 D5的正极并联连接，第三二极管 D3的正极用作储能电路 D的电能输入端的电源正极并与降压整流稳压电路 A的直流输出端的稳压节点 A3连接，超级电容 C5的负极接降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极，第五二极管 D5的负极与第三二极管 D3的负极连接形成储能电路 D的电能输出端，该电能输出端与断电检测电路 B的输出端的正极和计时控制电路 C的电源输入端并联连接。

进一步，所述的继电器输出电路 E包括第五电阻 R5、第六电阻 R6、第七电阻 R7、第八电阻 R8、第一三极管 Ql、第二三极管 Q2、第七二极管 D7，第一三极管 Q1的发射极与第五电阻 R5的一端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的正极节点 A1并联连接，第五电阻 R5的另一端与第一三极管 Q1的基极和第六电阻 R6的一端并联连接，第一三极管 Q1的集电极与第七二极管 D7负极和继电器输入回路的一端并联连接，继电器输入回路的另一端与第七二极管 D7的正极和降压整流稳压电路 A的直流输出端的稳压节点 A3并联连接，第六电阻 R6的另一端接第二三极管 Q2的集电极，第二三极管 Q2的发射极与第七电阻 R7的一端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接，第七电阻 R7的另一端与第二三极管 Q2的基极和第八电阻 R8的一端并联连接，第八电阻 R8的另一端用作继电器输出电路 E的控制信号输入端并与计时控制电路 C的控制信号输出端连接。

进一步，所述的继电器为电磁继电器。

进一步，所述的计时控制电路 C还包括时间整定电路，所述的时间整定电路包括第十电阻 R10、电位器 Rl l、第八二极管 D8、第八电容 C8，第十电阻 RIO的一端接延时控制芯片 IC2的第十管脚，第十电阻 R10的另一端与第八二极管 D8的正极、电位器 R11的滑动端和第八电容 C8的一端并联连接，第八二极管 D8的负极与电位器 R11的一个固定端和延时控制芯片 IC2的第一管脚并联连接，第八电容 C8的一端与电位器 R11的另一个固定端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。

本发明的金卤灯类负载用的时间继电器符合金卤灯类负载的延时控制过程和延时特性的要求，能代替人工值守，按照预置的延时时间自动控制负载电源电路的接通，可以有效保护金卤灯类负载，延长金卤灯类负载的使用寿命。进一步本发明中输出触点的直接控制能力能满足金卤灯类负载的大功率要求。断电后的延时控制过程中状态指示灯能始终保持工作，方便用户了解当前运行状态。

附图说明

图 1是现有的延时型时间继电器的逻辑时序图。

图 2是金卤灯类负载所需的逻辑时序图。

图 3是本发明的金卤灯类负载用的时间继电器的实施例的电路示意图。图 4是本发明计时控制电路 C的放大图。

具体实施方式以下结合附图 3给出的实施例，进一步说明本发明的金卤灯类负载用的时间继电器的具体实施方式。本发明的金卤灯类负载用的时间继电器不限于以下实施例的描述。

参见图 3，本发明的金卤灯类负载用的时间继电器包括：电源侧的相线端子！^、中性线端子 N，负载侧的火线端子 4、地线端子 3，以及控制电路和继电器。电源侧的相线端子 L、中性线端子 N用于连接交流电网的一个相线、中性线，使用时需采用常规做法，在相线端子 L、中性线端子 N与交流电网的相线、中性线之间需设置开关装置（图中未示出），通过操作开关装置的闭合或分断，给相线端子 L、中性线端子 N通电或断电。所述的中性线端子 N与地线端子 3 连接，所述的继电器的输出触点 K1串联连接在相线端子 L与火线端子 4之间，而负载侧的火线端子 4、地线端子 3用于连接金卤灯类负载，因此，连接金卤灯类负载的火线端子 4、地线端子 3的通电 /断电受所述开关装置和所述的输出触点 K1 的串联控制，金卤灯类负载的通电必需满足开关装置和输出触点 K1 同时闭合的条件，开关装置和输出触点 K1 中的任何一个的分断都会导致金卤灯类负载的断电。

所述的控制电路包括降压整流稳压电路 A、断电检测电路 B、计时控制电路。、储能电路0、继电器输出电路 E五个子电路。 P争压整流稳压电路 A的交流输入端的两个极分别接相线端子 L、中性线端子 N，由相线端子 L、中性线端子 N的通电或断电控制降压整流稳压电路 A的直流输出端的加载电压或卸载电压，即：通过所述的开关装置的闭合操作给降压整流稳压电路 A的直流输出端加载电压，通过所述的开关装置的分断操作给降压整流稳压电路 A的直流输出端卸载电压。所述的降压整流稳压电路 A与继电器输出电路 E连接提供电源；所述的断电检测电路 B的检测信号输入端接降压整流稳压电路 A的直流输出端，输出端与计时控制电路 C的处理信号输入端连接为计时控制电路 C提供电源是否供电正常的检测信号；所述的储能电路 D的电能输入端接降压整流稳压电路 A的直流输出端，输出端接计时控制电路 C的电源输入端，在所述的直流输出端加载电压时储能，卸载电压时为计时控制电路 C供电；所述的计时控制电路 C的控制信号输出端接继电器输出电路 E的控制信号输入端，在直流输出端由加载电压转变为卸载电压的瞬间，储能电路 D为计时控制电路 C供电，断电检测电路 B给计时控制电路 C输出电压卸载信号，计时控制电路 C进入长延时计时过程，控制电路 C通过继电器输出电路 E控制继电器的输出触点 K1禁止闭合直到计时控制电路 C的计时过程结束。

在本发明的控制电路中将储能电路 D与降压整流稳压电路 A分开设计，储能电路 D充电的过程中不影响降压整流稳压电路 A输出的电压值，而且储能电路 D本身也能够有效储能，增加储能量，可以满足长延时控制的用电需求。

所述的控制电路的电路结构、控制方式、控制过程及其各子电路之间的控制关系如下：在所述的直流输出端加载电压的过程中， P争压整流稳压电路 A向断电检测电路 B、计时控制电路 C、储能电路 D和继电器输出电路 E提供直流电源，储能电路 D储能；在所述的直流输出端卸载电压的过程中，降压整流稳压电路 A停止向断电检测电路 B、计时控制电路 C、储能电路 D和继电器输出电路 E提供电源，但储能电路 D向计时控制电路 C提供直流电源；在所述的直流输出端卸载电压的瞬间，断电检测电路 B控制计时控制电路 C自动进入长延时计时过程，控制电路 C通过继电器输出电路 E控制继电器的输出触点 K1 转换为分断，同时直流输出端的电压卸载直接控制继电器输出电路 E致使输出触点 K1转换为分断，并在直流输出端卸载电压的过程中输出触点 K1始终保持在分断；若在计时控制电路 C的长延时计时过程结束前向直流输出端加载电压，则计时控制电路 C通过继电器输出电路 E控制继电器的输出触点 K1继续保持分断；若在计时控制电路 C的长延时计时过程结束后向直流输出端加载电压，则继电器输出电路 E在计时控制电路 C和直流输出端的加载电压的双重控制下致使继电器的输出触点 K1转换为闭合。所述的卸载电压的瞬间是指由加载电压状态转换为卸载电压的瞬间；所述的卸载电压的过程是指从卸载电压的瞬间到保持卸载电压状态的全过程；所述的加载电压的过程是指从加载电压的瞬间到保持加载电压状态的全过程，而加载电压的瞬间指由卸载电压状态转换为加载电压的瞬间。长延时计时过程是指延时范围能达到大于 4分钟的延时计时过程。

在各种工作状态下所述的控制电路的各子电路之间电信号的输入输出方式可有多种方案，一种优选的方案如下：在所述的直流输出端加载电压的常态下，断电检测电路 B的检测信号输出端保持高电平，接计时控制电路 C的控制信号输出端保持高电平，在该高电平的控制下继电器输出电路 E使继电器的输入回路导通，并在直流输出端加载电压的激励控制下继电器的输出触点 K1保持闭合，储能电路 D处于储能状态；在所述的直流输出端卸载电压的瞬间，断电检测电路 B的检测信号输出端转换为低电平，在该低电平的控制下接计时控制电路 C进入长延时计时过程并使控制信号输出端转换为低电平，在该低电平的控制下继电器输出电路 E使继电器的输入回路截止（不导通），同时在直流输出端卸载电压的控制下继电器的输出触点 K1转换为分断，储能电路 D转换为供电状态；在所述的计时控制电路 C处于长延时计时过程中，不管直流输出端的电压和检测信号输出端的电平有无变化，接计时控制电路 C的控制信号输出端始终保持低电平，在该低电平的控制下继电器输出电路 E使继电器的输入回路截止，该截止使继电器的输出触点 K1不能闭合；在所述的长延时计时过程结束的瞬间，计时控制电路 C的控制信号输出端转换为高电平，在该高电平的控制下继电器输出电路 E允许继电器的输入回路导通，此时，若所述的直流输出端已加载电压则在该电压的激励控制下继电器的输入回路导通并继电器的输出触点 K1转换为闭合，若所述的直流输出端已卸载电压则继电器输出电路 E 因无激励电压而使继电器的输出触点 K1继续保持分断，储能电路 D继续供电直至电能耗尽；在所述的直流输出端加载电压的瞬间，断电检测电路 B的检测信号输出端转换为高电平，在该高电平的控制下计时控制电路 C自动检查长延时计时过程是否结束，若长延时计时过程未结束则使控制信号输出端继续保持低电平，若计时过程已结束则使控制信号输出端转换为高电平，并在该高电平和加载电压的激励控制下继电器的输入回路导通并继电器的输出触点 K1转换为闭合，储能电路 D回到储能状态。在所述的直流输出端加载电压的瞬间时，计时控制电路 C自动检查的长延时计时过程的具体方式可以有多种，这些不同的方式会导致时间继电器的使用功能的微小差别，这些微小差别主要体现在同一个长延时计时过程中执行多次通电 /断电操作上，下面通过举例来进一步说明这个问题。例 1，计时控制电路 C自动检查的长延时计时过程是上一个断电长延时计时过程的方式，假设一个延时过程为 60分钟，在此过程的开始后的 40 分钟作了一次断电后再通电操作，那么继电器的输出触点 K1 自动转换为闭合时间是在上一个断电长延时计时过程结束的时刻，即上一个断电长延时计时过程开始后的第 60分钟。操作。例 2，计时控制电路 C自动检查的长延时计时过程是本长延时计时过程的方式，同样假设一个延时过程为 60分钟，在此过程的开始后的 40分钟作了一次断电后再通电操作，那么继电器的输出触点 K1 自动转换为闭合时间是本断电长延时计时过程结束的时刻，即上一个断电长延时计时过程开始后的第 100分钟。本发明优选的方式是例 1的方式，即：在所述的直流输出端加载电压的瞬间时，计时控制电路 C自动检查的长延时计时过程是上一个断电长延时计时过程。各子电路的具体电路结构可有多种方案，下面是五个各子电路的一种优选方案。

所述的 P争压整流稳压电路 A包括降压电阻 R4、电容 C4、整流桥 IC3、稳压二极管组（VD1、 VD2 ) 、整流二极管 D6、稳压二极管 VD3、电容 C6和电容 C7。 P争压电阻 R4串联连接在电源侧火线端子 L与整流桥 IC3的交流输入端的一个极之间，电容 C4并联连接在电阻 R4的两端，整流桥 IC3的直流输出端的正极用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的正极节点 A1并与断电检测电路 B 的检测信号输入端连接，稳压二极管组（VD1、 VD2 ) 中的稳压二极管 VD1的负极、电容 C6的正极与正极节点 A1并联连接，稳压二极管 VD1的正极接稳压二极管 VD2的负极，稳压二极管 VD2的正极用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的调压节点 A2并与储能电路 D的电能输入端的储能正极连接，整流二极管 D6的正极接调压节点 A2，整流二极管 D6的负极、稳压二极管 VD3 的负极、电容 C7的正极并联连接并用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的稳压节点 A3，稳压节点 A3接储能电路 D的电能输入端电源正极或计时控制电路 C的电源输入端，电容 C6的负极、电容 C7的负极和稳压二极管 VD3的正极与整流桥 IC3的直流输出端的地极并联连接，整流桥 IC3的直流输出端的地极用作降压整流稳压电路 A 的直流输出端的地极。从上降压整流稳压电路 A 的优选实施例可见，整流桥 IC3的直流输出端包括正极和地极，在正极上通过稳压二极管 VD1、稳压二极管 VD2、稳压二极管 VD3的分压，形成正极节点 Al、调压节点 A2、稳压节点 A3直流输出的正极的三个节点，三个节点的电压可根据各子电路的要求适配，其中并且调压节点 A2、稳压节点 A3的对地电压小于正极节点 Al。正极节点 A1不仅用作继电器输出电路 E的取电节点，而且还用作断电检测电路 B的检测信号输入端的信号采集节点，所述的降压整流稳压电路 A的直流输出端加载电压，就是指正极节点 A1有对地的工作电压，所述的降压整流稳压电路 A的直流输出端卸载电压，就是指正极节点 A1对地的电压为零。调压节点 A2用作储能电路 D的储能回路的取电节点，而稳压节点 A3用作储能电路 D的转接电源回路的取电节点，当然，一种等同的电路结构就是稳压节点 A3直接用作计时控制电路 C的取电节点。由此可见，通过正极节点 Al、调压节点 A2和稳压节点 A3，在所述的直流输出端加载电压的过程中， P争压整流稳压电路 A向断电检测电路^ 计时控制电路 C、储能电路 D和继电器输出电路 E提供直流电源，储能电路 D储能；当然，在所述的直流输出端卸载电压的过程中，降压整流稳压电路 A停止向断电检测电路 B、计时控制电路 C、储能电路 D和继电器输出电路 E提供电源。稳压二极管组采用稳压二极管 VD1与稳压二极管 VD2串联组成的结构，其用两个稳压二极管的目的在于降低每个稳压二极管两端的电压，所以，与之等同的方案可以是一个或两个以上稳压二极管。由稳压二极管 VD1、稳压二极管 VD2稳压二极管 VD3构成的分压电路，具有理想的稳压效果，一种变劣的方案是用电阻替代稳压二极管，显然这种变劣的方案不具有稳压功能。还有一种变劣的方案是省略整流二极管 D6和 /或电容 C7，省略整流二极管 D6和 /或电容 C7虽然不影响电路的工作，但影响电路的性能，如不能防止继电器的输入回路的冲击电压对电路的破坏。

所述的断电检测电路 B包括光电耦合器 IC1、电阻 Rl、电阻 R2、电容 C2、发光二极管 Dl，电阻 R1的一端用作断电检测电路 B的检测信号输入端接降压整流稳压电路 A的直流输出端的正极节点 Al，电阻 R1 另一端接光电耦合器 IC1的输入端的正极，光电耦合器 IC1 的输入端的负极接发光二极管 D1 的正极，光电耦合器 IC1的输出端的正极与储能电路 D电能输出端连接，光电耦合器 IC1的输出端的负极用作断电检测电路 B的检测信号输出端并与电阻 R2的一端、电容 C2的一端并联连接，电阻 R2的另一端、电容 C2的另一端和发光二极管 D1的负极与降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。在所述的直流输出端加载电压的常态下，电流从降压整流稳压电路 A的直流输出端的正极节点 A1 流出并经电阻 Rl、光电耦合器 IC1 的输入回路、发光二极管 D1到地级，点亮发光二极管 Dl，即电源接通指示灯，同时使光电耦合器 IC1 的输出回路导通，储能电路 D电能输出端的电压通过光电耦合器 IC1的输出回路加载到电阻 R1的一端，使用作断电检测电路 B的检测信号输出端的电阻 R1 的一端保持高电平。在所述的直流输出端卸载电压的瞬间并保持在卸载电压的状态下，由于光电耦合器 IC1 的输入回路中没有电流流过，所以发光二极管 D1熄灭并光电耦合器 IC1的输出回路截至（不导通）储能电路 D电能输出端的电压不能加载到作为断电检测电路 B的检测信号输出端的电阻 R1的一端，断电检测电路 B的检测信号输出端转换为并保持在低电平。所述的计时控制电路 C包括延时控制芯片 IC2、晶体振荡器 Yl、电容 Cl、电容 C3、电阻 R9、发光二极管 D2，延时控制芯片 IC2的 1脚用作计时控制电路 C的电源输入端并与储能电路 D电能输出端连接，延时控制芯片 IC2的 2 脚与晶体振荡器 Y1的一端和电容 C1的一端并联连接，延时控制芯片 IC2的 3 脚与晶体振荡器 Y1 的另一端和电容 C3 的一端并联连接，延时控制芯片 IC2 的 5脚用作计时控制电路 C的处理信号输入端并与断电检测电路 B的检测信号输出端连接，延时控制芯片 IC2的 6脚用作计时控制电路 C的控制信号输出端并与继电器输出电路 E的控制信号输入端连接，延时控制芯片 IC2的 9脚接电阻 R9的一端，电阻 R9的另一端接发光二极管 D2的正极，电容 C1的另一端、电容 C3的另一端、光二极管 D2的负极和延时控制芯片 IC2的 14脚与 P争压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。延时控制芯片 IC2为单片机，本实施例中选用型号为 PIC16F684的 PIC单片机，其 1脚和 14脚分别为延时控制芯片 IC2的电源输入端的正极和地极，也是计时控制电路 C的电源输入端的正极和地极，除此之外，本发明还应用延时控制芯片 IC2的以下特性构成了满足本发明的时间继电器的控制要求的电路结构。应用延时控制芯片 IC2的延时控制特性和结构，在延时控制芯片 IC2的 2脚与 3脚之间连接的由晶体振荡器 Y1及电容 Cl、电容 C3构成的时钟源电路，为延时控制芯片 IC2提供程序运行的时钟，其时钟精度高稳定性好。延时控制芯片 IC2还可选用常用的 RC时钟电路为程序运行提供时钟，或者选用带有内部时钟的单片机，当以内部时钟作为程序运行的时钟，延时控制芯片 IC2的 2脚与 3脚可悬空。 RC时钟电路误差大频率低，内部时钟精度低受温度影响大，因此优选本实施例的时钟源电路。为延时控制芯片 IC2的延时计时提供时钟源，由于晶体振荡器 Y1的时长范围很大，所以可实现长延时。用延时控制芯片 IC2的 5脚也作为计时控制电路 C的处理信号输入端（也是断电检测电路 B的检测信号输出端），用延时控制芯片 IC2的 6脚作为计时控制电路 C的控制信号输出端（也是继电器输出电路 E的控制信号输入端），用延时控制芯片 IC2的 9脚作为发光二极管 D2，即延时指示灯的电源，形成了实现本发明控制要求的以下控制关系：在 5脚输入高电平的控制下， 6脚的输出为高电平；在 5脚由高电平转换为低电平的瞬间，延时控制芯片 IC2进入长延时计时过程，同时 6脚也转换为低电平， 9脚输出脉冲电压使发光二极管 D2 闪烁；在长延时计时过程结束的瞬间， 6脚转换为高电平并输出给控制继电器输出电路 E，而 9脚的输出电压转换为直流电压使发光二极管 D2常亮。一种可选择的优选方案，就是应用延时控制芯片 IC2 的 10脚的参考电压实现对延时控制芯片 IC2的延时时长的控制，具体的电路结构为：所述的计时控制电路 C还包括时间整定电路，所述的时间整定电路包括电阻 R10、电位器 Rl l、二极管 D8、电容 C8，电阻 R10的一端接延时控制芯片 IC2的 10脚，电阻 R10的另一端与二极管 D8的正极、电位器 R11的滑动端和电容 C8的一端并联连接，二极管 D8的负极与电位器 R11的一个固定端和延时控制芯片 IC2的 1脚并联连接，电容 C8的一端与电位器 R11的另一个固定端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。当通过人为操作给电位器 R11的滑动端输入一个机械的位移量时，就可改变 10脚的参考电压值，而通过改变 10脚的参考电压值来设置延时控制芯片 IC2延时计时的时间长度。显然，通过时间整定电路，不仅可以为用户提供延时长度的自主设定，而且还可以提供精准的延时时长精度和极大的延时时长范围，从而可扩展产品的使用功能，如：在用作金卤灯的通电 /断电控制时，用户可根据金卤灯的型号、季节或使用场合自主设定延时时长；在用作电源控制时，可根据实际的用电管理要求进行通电 /断电时间的精确控制。

所述的储能电路 D包括电阻 R3、二极管 D3、二极管 D4、二极管 D5、超级电容 C5，电阻 R3的一端用作储能电路 D的电能输入端的储能正极并与降压整流稳压电路 A的直流输出端的调压节点 A2连接，电阻 R3的一端接二极管 D4的正极，二极管 D4的负极与超级电容 C5的正极和二极管 D5的正极并联连接，二极管 D3的正极用作储能电路 D的电能输入端的电源正极并与降压整流稳压电路 A的直流输出端的稳压节点 A3连接，超级电容 C5的负极接降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极，二极管 D5的负极与二极管 D3的负极连接形成储能电路 D的电能输出端，该电能输出端与断电检测电路 B的光电耦合器 IC1的输出端的正极和计时控制电路 C的电源输入端并联连接。在降压整流稳压电路 A的直流输出端加载电压时：电流从直流输出端的调压节点 A2流出，经电阻 R3、二极管 D4后到达超级电容 C5并为超级电容 C5充电，即由降压整流稳压电路 A向储能电路 D提供直流电源，而储能电路 D处于储能状态；在超级电容 C5充电期间，当超级电容 C5两端的电压很低（甚至为 0 )时，电阻 R3起到限流分压作用，保证调压节点 A2、稳压节点 A3的电压不被超级电容 C5的充电拉低，以确保在通电瞬间对电路 C中 IC2供电的电压是正常的；稳压节点 A3的电流经过二极管 D3后流入断电检测电路 B的光电耦合器 IC1 的输出端的正极和计时控制电路 C的电源输入端（1脚），即由降压整流稳压电路 A向断电检测电路^ 计时控制电路 C提供直流电源；由于二极管 D5的反向截止特性，从稳压节点 A3流出的电流不会流入超级电容 C5。在降压整流稳压电路 A的直流输出端卸载电压时：调压节点 A2、稳压节点 A3为低电位，而超级电容 C5正极为高电位，故而超级电容 C5放电，从超级电容 C5的正极流出的电流经二极管 D5后流入计时控制电路 C的电源输入端（1脚），即由储能电路 D作为电源继续为计时控制电路 C提供电源；由于受直流输出端卸载电压的控制，断电检测电路 B的光电耦合器 IC1的输出回路截止（不导通），所以从超级电容 C5的正极流出的电流不会流入光电耦合器 IC1的输出回路；由于二极管 D4、二极管 D3的反向截止特性，所以从超级电容 C5的正极流出的电流不会流回调压节点 A2、稳压节点 A3。由于超级电容 C5的超大容量特性，它相当于一个电池，能满足计时控制电路 C的长延时计时运行的供电要求。

所述的继电器输出电路 E包括电阻 R5、电阻 R6、电阻 R7、电阻 R8、三极管 Q1、三极管 Q2、二极管 D7和继电器，三极管 Q1的发射极与电阻 R5的一端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的正极节点 A1 并联连接，电阻 R5 的另一端与三极管 Q1的基极和电阻 R6的一端并联连接，三极管 Q1的集电极与二极管 D7负极和继电器输入回路的一端并联连接，继电器输入回路的另一端与二极管 D7的正极和降压整流稳压电路 A的直流输出端的稳压节点 A3并联连接，电阻 R6的另一端电阻 R6接三极管 Q2的集电极，三极管 Q2的发射极与电阻 R7的一端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接，电阻 R7的另一端与三极管 Q2的基极和电阻 R8的一端并联连接，电阻 R8的另一端用作继电器输出电路 E的控制信号输入端并与计时控制电路 C的控制信号输出端连接。在接计时控制电路 C 的控制信号输出端输出高电平（即三极管 Q2 的基极为高电平）的现况下：如果直流输出端已加载电压，则在该高电平的控制下三极管 Q1导通，使直流输出端的正极节点 A1 的对地电压（即加载电压）加载在继电器输入回路的两端，致使继电器吸合并输出触点 K1 闭合；如果直流输出端已卸载电压，则该高电平不能控制三极管 Q1导通，同时也无电压可激励继电器吸合，所以继电器的输出触点 K1分断。在接计时控制电路 C的控制信号输出端输出低电平（即三极管 Q2的基极为低电平）的现况下：即使直流输出端已加载电压，则在该低电平的控制下三极管 Q1截止（不导通），从而使直流输出端的正极节点 A1 的对地电压（即加载电压）不能加载在继电器输入回路的两端，继电器的输入回路因得不到激励电压而致使输出触点 K1 分断；当然，在直流输出端已卸载电压现况下，还是因三极管 Q1截止（不导通）和继电器的输入回路得不到激励电压而致使输出触点 K1分断。

所述的继电器优选为通用电磁继电器，其优点是输出触点 K1 的工作电流大、分断能力强，价格性能比好。应该能理解到，由于本发明采用了上述控制电路，所以使选用通用电磁继电器成为可能，或者说，可不采用常规的磁保持继电器，从而可获得输出触点的大工作电流的效果，可以直接控制许多大功率的金卤灯。

从上可见，本发明的金卤灯类负载用的时间继电器能很好满足金卤灯类负载的特殊使用要求，这些特殊使用要求如：只有在同时满足直流输出端加载电压和长延时计时过程结束两个条件下，其控制电路才会闭合继电器的输出触点 K1 , 即才能给金卤灯类负载通电；若不满足直流输出端加载电压和长延时计时过程结束两个条件，或者不满足其中一个条件，则都不能使其的继电器的输出触点 K1闭合，即都不能给金卤灯类负载通电；用降压整流稳压电路 A的直流输出端的卸载电压的瞬间作为长延时计时的起点，确保了两次启动之间的时间间隔的可靠性和精准性；用长延时计时过程结束的瞬间作为允许继电器输入回路导通的控制条件，可使时间继电器产品的二次启动具有延时控制启动和人为操作启动两种方式；时间整定电路，使时间继电器产品的延时范围大且可调、定时准确又可靠，满足其多用途的要求。所谓延时控制启动是指，对开关装置先作断电操作，然后在延时结束前作通电操作，则在延时结束时控制电路自动给负载通电。人为操作启动中的产品在后马上通电操作是指，对开关装置先作断电操作，然后在延时结束后作通电操作，则此刻的操作使负载马上得电。

Claims

权利要求书

1. 一种金卤灯类负载用的时间继电器，它包括电源侧的相线端子 L、中性线端子 N，负载侧的火线端子（4 ) 、地线端子（3 ) ，以及控制电路，所述的中性线端子 N与地线端子（3 )连接，所述的继电器的输出触点 K1 串联连接在相线端子 L与火线端子（4 )之间，其特征在于：

所述的控制电路包括降压整流稳压电路 A、断电检测电路 B、计时控制电路。、储能电路0、继电器输出电路 E，降压整流稳压电路 A的交流输入端的两个极分别接相线端子！^、中性线端子 N，由相线端子 L、中性线端子 N的通电或断电控制 P争压整流稳压电路 A的直流输出端的加载电压或卸载电压；所述的 P争压整流稳压电路 A与继电器输出电路 E连接提供电源；所述的断电检测电路 B的检测信号输入端接降压整流稳压电路 A的直流输出端，输出端与计时控制电路 C的处理信号输入端连接为计时控制电路 C提供电源是否供电正常的检测信号；所述的储能电路 D的电能输入端接降压整流稳压电路 A的直流输出端，输出端接计时控制电路 C的电源输入端，在所述的直流输出端加载电压时储能，卸载电压时为计时控制电路 C供电；

所述的计时控制电路 C的控制信号输出端接继电器输出电路 E的控制信号输入端，在直流输出端由加载电压转变为卸载电压的瞬间，储能电路 D为计时控制电路 C供电，断电检测电路 B给计时控制电路 C输出电压卸载信号，计时控制电路 C进入长延时计时过程，控制电路 C通过继电器输出电路 E控制继电器的输出触点 K1禁止闭合直到计时控制电路 C的计时过程结束。

2. 根据权利要求 1所述的金卤灯类负载用的时间继电器，其特征在于：在所述的直流输出端加载电压的常态下，断电检测电路 B的检测信号输出端保持高电平，接计时控制电路 C的控制信号输出端保持高电平，在该高电平的控制下继电器输出电路 E使继电器的输入回路导通，并在直流输出端加载电压的激励控制下继电器的输出触点 K1保持闭合，储能电路 D处于储能状态；在所述的直流输出端卸载电压的瞬间，断电检测电路 B的检测信号输出端转换为低电平，在该低电平的控制下接计时控制电路 C进入长延时计时过程并使控制信号输出端转换为低电平，在该低电平的控制下继电器输出电路 E使继电器的输入回路截止，同时在直流输出端卸载电压的控制下继电器的输出触点 K1转换为分断，储能电路 D转换为供电状态；

在所述的直流输出端加载电压的瞬间，断电检测电路 B的检测信号输出端转换为高电平，在该高电平的控制下计时控制电路 C自动检查上一个长延时计时过程是否结束，若长延时计时过程未结束则使控制信号输出端继续保持低电平，若计时过程已结束则使控制信号输出端转换为高电平，并在该高电平和加载电压的激励控制下继电器的输入回路导通并继电器的输出触点 K1转换为闭合，储能电路 D回到储能状态。

3.根据权利要求 1所述的金卤灯类负载用的时间继电器，其特征在于：所述的 P争压整流稳压电路 A包括降压电阻 R4、第四电容 C4、整流桥 IC3、稳压二极管组（VD1、 VD2 ) 、整流二极管 D6、第三稳压二极管 VD3、第六电容 C6和第七电容 C7， P争压电阻 R4串联连接在电源侧火线端子 L与整流桥 IC3 的交流输入端的一个极之间，第四电容 C4并联连接在降压电阻 R4的两端，整流桥 IC3的直流输出端的正极用作 P争压整流稳压电路 A的直流输出端的正极节点 A1并与断电检测电路 B的检测信号输入端连接，稳压二极管组（VD1、VD2 ) 中的第一稳压二极管 VD1的负极、第六电容 C6的正极与正极节点 A1并联连接，第一稳压二极管 VD1的正极接第二稳压二极管 VD2的负极，第二稳压二极管 VD2的正极用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的调压节点 A2并与储能电路 D的电能输入端的储能正极连接，整流二极管 D6的正极接调压节点 A2，整流二极管 D6的负极、第三稳压二极管 VD3的负极、第七电容 C7的正极并联连接并用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的稳压节点 A3，稳压节点 A3 接储能电路 D的电能输入端电源正极或计时控制电路 C的电源输入端，第六电容 C6的负极、第七电容 C7的负极和第三稳压二极管 VD3的正极与整流桥 IC3 的直流输出端的地极并联连接，整流桥 IC3的直流输出端的地极用作降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极。

4. 根据权利要求 1 所述的金卤灯类负载用的时间继电器，其特征在于：所述的断电检测电路 B包括光电耦合器 IC1、第一电阻 Rl、第二电阻 R2、第二电容 C2、第一发光二极管 Dl，第一电阻 R1的一端用作断电检测电路 B的检测信号输入端接降压整流稳压电路 A的直流输出端的原压节点 Al，第一电阻 R1另一端接光电耦合器 IC1的输入端的正极，光电耦合器 IC1的输入端的负极接第一发光二极管 D1的正极，光电耦合器 IC1的输出端的正极与储能电路 D电能输出端连接，光电耦合器 IC1的输出端的负极用作断电检测电路 B的检测信号输出端并与第二电阻 R2的一端、第二电容 C2的一端并联连接，第二电阻 R2的另一端、第二电容 C2的另一端和第一发光二极管 D1的负极与降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。

5. 根据权利要求 1 所述的金卤灯类负载用的时间继电器，其特征在于：所述的计时控制电路 C包括延时控制芯片 IC2、第九电阻 R9、第二发光二极管 D2，延时控制芯片 IC2的第一管脚用作计时控制电路 C的电源输入端并与储能电路 D电能输出端连接，延时控制芯片 IC2的第五管脚用作计时控制电路 C的处理信号输入端并与断电检测电路 B 的检测信号输出端连接，延时控制芯片 IC2的第六管脚用作计时控制电路 C的控制信号输出端并与继电器输出电路 E 的控制信号输入端连接，延时控制芯片 IC2的第九管脚接第九电阻 R9的一端，第九电阻 R9的另一端接第二发光二极管 D2的正极，第二发光二极管 D2的负极和延时控制芯片 IC2的第十四管脚与 P争压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。

6. 根据权利要求 1 所述的金卤灯类负载用的时间继电器，其特征在于：所述的储能电路 D包括第三电阻 R3、第三二极管 D3、第四二极管 D4、第五二极管 D5、超级电容 C5，第三电阻 R3的一端用作储能电路 D的电能输入端的储能正极并与降压整流稳压电路 A的直流输出端的调压节点 A2连接，第三电阻 R3 的一端接第四二极管 D4的正极，第四二极管 D4的负极与超级电容 C5的正极和第五二极管 D5的正极并联连接，第三二极管 D3的正极用作储能电路 D的电能输入端的电源正极并与降压整流稳压电路 A的直流输出端的稳压节点 A3连接，超级电容 C5的负极接降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极，第五二极管 D5的负极与第三二极管 D3的负极连接形成储能电路 D的电能输出端，该电能输出端与断电检测电路 B的输出端的正极和计时控制电路 C的电源输入端并联连接。

7. 根据权利要求 1 所述的金卤灯类负载用的时间继电器，其特征在于：所述的继电器输出电路 E包括第五电阻 R5、第六电阻 R6、第七电阻 R7、第八电阻 R8、第一三极管 Ql、第二三极管 Q2、第七二极管 D7，第一三极管 Q1 的发射极与第五电阻 R5的一端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的正极节点 A1 并联连接，第五电阻 R5的另一端与第一三极管 Q1 的基极和第六电阻 R6的一端并联连接，第一三极管 Q1的集电极与第七二极管 D7负极和继电器输入回路的一端并联连接，继电器输入回路的另一端与第七二极管 D7的正极和降压整流稳压电路 A的直流输出端的稳压节点 A3并联连接，第六电阻 R6 的另一端接第二三极管 Q2的集电极，第二三极管 Q2的发射极与第七电阻 R7 的一端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接，第七电阻 R7的另一端与第二三极管 Q2的基极和第八电阻 R8的一端并联连接，第八电阻 R8 的另一端用作继电器输出电路 E的控制信号输入端并与计时控制电路 C的控制信号输出端连接。

8. 根据权利要求 1 所述的金卤灯类负载用的时间继电器，其特征在于：所述的继电器为电磁继电器。

9.根据权利要求 5所述的金卤灯类负载用的时间继电器，其特征在于：所述的计时控制电路 C还包括时间整定电路，所述的时间整定电路包括第十电阻 R10、电位器 Rl l、第八二极管 D8、第八电容 C8，第十电阻 R10的一端接延时控制芯片 IC2的第十管脚，第十电阻 R10的另一端与第八二极管 D8的正极、电位器 R11的滑动端和第八电容 C8的一端并联连接，第八二极管 D8的负极与电位器 R11的一个固定端和延时控制芯片 IC2的第一管脚并联连接，第八电容 C8的一端与电位器 Rl 1的另一个固定端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。

10. 根据权利要求 5所述的金卤灯类负载用的时间继电器，其特征在于：所述的计时控制电路 C还包括由晶体振荡器 Yl、第一电容 Cl、第三电容 C3 构成的时钟源电路，所述延时控制芯片 IC2的第二管脚与晶体振荡器 Y1的一端和第一电容 CI的一端并联连接，延时控制芯片 IC2的第三管脚与晶体振荡器 Y1的另一端和第三电容 C3的一端并联连接，所述第一电容 C1的另一端、第三电容 C3的另一端和降压整流稳压电路 A的直流输出端的地极并联连接。