一种继电器闭合、断开控制装置及空调的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种继电器闭合、断开控制装置及空调，继电器闭合、断开控制装置包括：控制单元、电源和继电器；所述电源与所述继电器电连接，所述电源与所述继电器之间并联有过零检测回路；所述过零检测回路检测所述电源的过零信号，并将所述过零信号传送给所述控制单元；所述控制单元与所述继电器的信号输入端相连，根据所述过零信号控制继电器断开或闭合。本方案通过检测电源过零信号，在电源过零点时对匹配感性负载的继电器进行控制，可大大降低继电器在闭合、断开时产生的尖峰电压。并且本方案还可以去除阻容吸收回路，利于电脑板的小型化和降低成本。
【专利说明】—种继电器闭合、断开控制装置及空调
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及继电器控制领域，尤其涉及一种继电器闭合、断开控制装置及空调。
【背景技术】
[0002]现有技术中空调电脑板控制的负载一般可分为两种，感性负载和阻性负载；阻性负载主要类型有加热带；感性负载主要类型有电磁阀、交流接触器、交流风机等。
[0003]一般由低压继电器控制强电感性负载，但继电器吸合、断开过程中，会产生尖峰电压，为了降低尖峰电压值，普遍采用阻容吸收回路进行匹配，通常的做法是在电脑板上装配阻容吸收回路，降低继电器闭合断开时尖峰电压，提高继电器的可靠性。具体控制电路如图1所示，继电器一端接火线，一端接感性负载的电流输入端口，阻容吸收回路与继电器并联，一端接火线，另一端接感性负载的电流输入端口，继电器通过断开或闭合来控制断感性负载，在继电器开或闭合时，会产生尖峰电压，阻容吸收回路即用来降低继电器闭合或断开时产生的尖峰电压。
[0004]但是以上方案存在以下问题:
[0005]由于阻容回路是加在负载的两端，考虑到爬电距离等因素，导致阻容回路占用电脑板的空间较多，目前空调机组发展方向是小型化、便利安装，机组小型化的发展，注定了要求电控箱体尺寸缩小，因此电脑板的尺寸必须变小；但是由于阻容回路的存在，阻碍了电脑板的小型化发展。
[0006]针对以上问题，亟需要一种新的继电器闭合、断开控制装置及空调。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种继电器闭合、断开控制装置，该控制装置可以降低继电器控制感性负载时导致的尖峰电压。
[0008]该控制装置还可以去除阻容吸收硬件回路，利于电脑板的小型化和降低成本。
[0009]本发明的另一个目的在于提供了一种空调，该空调具有上述继电器闭合、断开控制装置，可以降低继电器控制感性负载断开或闭合导致的尖峰电压。
[0010]该空调还可以去除阻容吸收回路，利于其内电脑板的小型化和降低成本。
[0011]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0012]一种继电器闭合、断开控制装置，包括:
[0013]控制单元、电源和继电器；
[0014]所述电源与所述继电器电连接，所述电源与所述继电器之间并联有过零检测回路；所述过零检测回路检测所述电源的过零信号，并将所述过零信号传送给所述控制单元;
[0015]所述控制单元与所述继电器的信号输入端相连，根据所述过零信号控制继电器断开或闭合。
[0016]作为优选，当控制单元检测到过零点检测电路产生的电平到达上升沿或者下降沿时，并保持至少第一预设时间Tl后，确认该过零信号为有效信号。
[0017]作为优选，当控制单元确认所述过零信号为有效信号后且在第二预设时间T2内需要所述继电器断开或闭合时，控制单元控制继电器断开或闭合。
[0018]作为优选，所述第一预设时间Tl为500us ;所述第二预设时间T2为500us。
[0019]作为优选，所述继电器用于控制感性负载，所述继电器的电流输入端连接火线，继电器的电流输出端连接感性负载的电流输入端，所述感性负载的电流输出端连接零线。
[0020]作为优选，所述过零检测回路包括:光电耦合器、整流二极管、第一限流电阻；
[0021]所述光电耦合器由发光二极管和光敏三极管组成；其中，
[0022]所述发光二极管的阳极连接火线，阴极连接零线；
[0023]所述第一限流电阻连接于火线和发光二极管的阳极之间；
[0024]所述整流二极管与发光二极管并联连接，并且其阳极连接零线，阴极连接火线；
[0025]所述光敏三极管的集电极连接电源电压Vcc，用于在所述发光二极管开启时开启，并在所述发光二极管关闭时关闭；
[0026]所述光敏三极管的发射极和脉冲输出端相连；
[0027]所述光敏三极管的发射极还与接地端相连。
[0028]作为优选，所述过零检测回路还包括:
[0029]第二限流电阻和滤波电容；
[0030]所述第二限流电阻串联于所述光敏三极管的集电极和脉冲输出端之间；
[0031]所述滤波电容串联于所述光敏三极管的发射极和脉冲输出端之间。
[0032]作为优选，所述过零检测回路还包括:
[0033]串联于所述光敏三极管的集电极和电源电压Ncc之间的上拉电阻。
[0034]作为优选，所述过零检测回路还包括:
[0035]串联于所述光敏三极管的发射极和接地端之间的下拉电阻。
[0036]一种空调，具有以上所述继电器闭合、断开控制装置。
[0037]本发明的有益效果为:本发明提供一种继电器闭合、断开控制装置及空调，由于继电器闭合、断开控制装置包括:过零检测回路和控制单元；过零检测回路包括火线输入端、零线输入端以及脉冲输出端，火线输入端连接火线，零线输入端连接零线，脉冲输出端和控制单元相连，用于向控制单元输出脉冲信号；控制单元还与继电器的信号输入端相连，根据所接收到的脉冲信号进行电源的过零信号检测，当检测到电源过零点，并且继电器又需要控制时，控制继电器断开或闭合。本方案通过检测电源过零信号，在电源过零点时对匹配感性负载的继电器进行控制，所以可大大降低继电器在闭合、断开时产生的尖峰电压。并且本方案还可以去除阻容吸收回路，利于电脑板的小型化和降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是现有技术中带阻容吸收回路的继电器闭合、断开控制电路图；
[0039]图2是本发明【具体实施方式】提供的继电器闭合、断开控制装置的结构示意图；
[0040]图3是本发明【具体实施方式】提供的过零检测回路一种优选方式的电路图；
[0041]图4是本发明【具体实施方式】提供的过零检测回路另一种优选方式的电路图；
[0042]图5是本发明【具体实施方式】提供的过零检测回路的工作时序图。
[0043]其中:
[0044]1:过零检测回路；2:控制单兀；3:继电器；4:感性负载；
[0045]11:光电耦合器；12:脉冲输出端；
[0046]111:发光二极管；112:光敏三极管。
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0048]图2是本发明【具体实施方式】提供的继电器闭合、断开控制装置的结构示意图。如图2所示，该种继电器闭合、断开控制装置包括:过零检测回路1、控制单元2、电源和继电器
3。所述电源与所述继电器3电连接，所述电源与所述继电器3之间并联有过零检测回路I;所述过零检测回路I检测所述电源的过零信号，并将所述过零信号传送给所述控制单元2 ;所述控制单元2与所述继电器3的信号输入端相连，根据所述过零信号控制继电器3断开或闭合。
[0049]具体的，所述过零检测回路I包括火线输入端、零线输入端以及脉冲输出端，所述火线输入端连接电源火线，所述零线输入端连接零线，所述脉冲输出端和控制单元2相连，用于向控制单元2输出脉冲信号。当所述控制单元2检测到电源的过零点信号，并且继电器3又需要断开或闭合时，控制单元2控制继电器3断开或闭合。
[0050]所述继电器3用于控制感性负载4，所述继电器3的电流输入端连接火线，继电器3的电流输出端连接感性负载4的电流输入端，所述感性负载4的电流输出端连接零线。[0051 ] 于本实施例中，所述感性负载4可以为电磁阀、交流接触器、交流风机等。
[0052]于本实施例中，所述控制单元2优选为MCU (MicroControllerUnit),其中文名称为多点控制单元，又称单片微型计算机。
[0053]工作时，过零点检测电路I向控制单元2发送脉冲信号，控制单元2对所接收的脉冲信号进行检测，当控制单元2检测到过零点检测电路I产生的电平到达上升沿或者下降沿时，并且持续检测至少第一预设时间Tl来确认该过零信号为有效信号。当控制单元2确认所述过零信号为有效信号后且在第二预设时间T2内需要所述继电器3断开或闭合时，控制单元2控制继电器3断开或闭合。如果第二预设时间T2后，继电器3又有需求进行控制，那需要等到下一个过零信号到来时，进行操作。继电器3通过断开或闭合来控制感性负载4。
[0054]于本实施例中，作为优选，所述第一预设时间Tl为500us ;所述第二预设时间T2为500us。当然，所述第一预设时间Tl和第二预设时间T2也可以为其它值，其根据实际需要来确定。
[0055]图3是本发明【具体实施方式】提供的过零检测回路一种优选方式的电路图。如图3所示，所述过零检测回路I包括:光电耦合器11、整流二极管D12、第一限流电阻R20。所述光电稱合器11由发光二极管111和光敏三极管112组成。
[0056]其中，所述发光二极管111的阳极连接火线，阴极连接零线。
[0057]所述第一限流电阻R20连接于火线和发光二极管111的阳极之间。第一限流电阻R20的阻值一般较大，用于限制电流的大小，以保护光电耦合器11的正常工作。
[0058]所述整流二极管D12与发光二极管111并联连接，并且其阳极连接零线，阴极连接火线。整流二极管D12具有以下作用:在正弦交流电为负半周(火线电压队< Un)时防止光电耦合器11中的发光二极管111被反向击穿。
[0059]所述光敏三极管112的集电极连接电源电压Vcc，用于在所述发光二极管开启时开启，并在所述发光二极管关闭时关闭。
[0060]所述光敏三极管112的发射极和脉冲输出端12相连，所述光敏三极管112的发射极还与接地端相连。脉冲输出端12用于在所述光敏三极管112开启时输出信号，并在所述光敏三极管112关闭时停止输出信号。脉冲输出端12输出的脉冲信号将会流向控制单元2。
[0061]于本实施例中，作为优选方案，所述过零检测回路I还包括上拉电阻R21或，所述上拉电阻R21串联于所述光敏三极管112的集电极和电源电压Vcc之间，所述下拉电阻串联于所述光敏三极管112的发射极和接地端之间。
[0062]具体的，所述上拉电阻R21和下拉电阻的作用是在光敏三极管导通时，限制流过光敏三极管的电流大小，防止因电流过大导致光敏三极管损坏。
[0063]图4是本发明【具体实施方式】提供的过零检测回路另一种优选方式的电路图。如图4所示，该实施例所提供的过零检测回路与图3中所提供的过零检测回路不同之处在于:所述过零检测回路I还包括:第二限流电阻R22和滤波电容C13。
[0064]所述第二限流电阻R22串联于所述光敏三极管112的集电极和脉冲输出端12之间。第二限流电阻R22起到限流的作用。
[0065]所述滤波电容C13串联于所述光敏三极管112的发射极和脉冲输出端12之间。滤波电容C13起到滤波的作用。
[0066]图5是本发明【具体实施方式】提供的过零检测回路的工作时序图。如图5所示，在正弦交流电的负半周(火线电压Ul < UN)，发光二极管111关闭，此时光敏三极管112不导通，脉冲输出端12不输出脉冲信号。在正弦交流电的正半周(火线电压队> UN)，发光二极管111导通发光，此时光敏三极管112被激发导通，脉冲输出端12输出脉冲信号并将脉冲信号发送到控制单元2，控制单元2最终得到的信号为方波信号，能准确的反应正弦交流电的过零点。
[0067]当控制单元2上电后，可以收到过零检测回路从220V/AC电源取得并传送的过零信号，控制单元2收到过零信号后，在检测到过零点检测电路产生上升沿或者下降沿电平变化时，然后再持续检测第一预设时间Tl (500us)，确认电平状态正确后，继电器控制使能有效，继电器需要控制断开、闭合时，组要在第二预设时间T2 (500us)内完成。如果经过第二预设时间T2后，继电器又有需求进行控制，那需要等到下一个过零信号到来时进行继电器闭合、断开控制。
[0068]当所述光敏三极管112的集电极和电源电压Vcc之间串联有上拉电阻R21，光敏三极管112导通时，脉冲输出端12输出的脉冲信号为低电平信号；当所述光敏三极管112的发射极和接地端之间串联有下拉电阻，光敏三极管112导通时，脉冲输出端12输出的脉冲?目号为闻电平?目号。
[0069]本发明的关键点是利用交流电源固有的过零点特性，此时理论电压值为0，在过零点进行继电器的吸合、断开控制，产生的尖峰电压最小，而且可以去除阻容吸收回路，利于电脑板的小型化。
[0070]本发明还提供了一种空调，其中，所述空调具有以上所述的继电器闭合、断开控制
>J-U ρ?α装直。
[0071]以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种继电器闭合、断开控制装置，其特征在于，包括: 控制单元(2)、电源和继电器(3)； 所述电源与所述继电器(3)电连接，所述电源与所述继电器(3)之间并联有过零检测回路(I);所述过零检测回路(I)检测所述电源的过零信号，并将所述过零信号传送给所述控制单兀(2)； 所述控制单元(2)与所述继电器(3)的信号输入端相连，根据所述过零信号控制继电器(3)断开或闭合。
2.根据权利要求1所述的继电器闭合、断开控制装置，其特征在于，当控制单元(2)检测到过零点检测电路(I)产生的电平到达上升沿或者下降沿时，并保持至少第一预设时间Tl后，确认该过零信号为有效信号。
3.根据权利要求2所述的继电器闭合、断开控制装置，其特征在于，当控制单元(2)确认所述过零信号为有效信号后且在第二预设时间T2内需要所述继电器(3)断开或闭合时，控制单元(2)控制继电器(3)断开或闭合。
4.根据权利要求3所述的继电器闭合、断开控制装置，其特征在于，所述第一预设时间Tl为500us ;所述第二预设时间T2为500us。
5.根据权利要求1所述的继电器闭合、断开控制装置，其特征在于，所述过零检测回路(I)包括:光电耦合器(11)、整流二极管、第一限流电阻； 所述光电耦合器(11)由发光二极管(111)和光敏三极管(112 )组成；其中， 所述发光二极管(111)的阳极连接火线，阴极连接零线； 所述第一限流电阻连接于火线和发光二极管的阳极之间； 所述整流二极管与发光二极管(111)并联连接，并且其阳极连接零线，阴极连接火线；所述光敏三极管(112)的集电极连接电源电压Vcc，用于在所述发光二极管开启时开启，并在所述发光二极管关闭时关闭； 所述光敏三极管(112)的发射极和脉冲输出端(12)相连； 所述光敏三极管(112)的发射极还与接地端相连。
6.根据权利要求5所述的继电器闭合、断开控制装置，其特征在于，所述过零检测回路(I)还包括: 第二限流电阻和滤波电容； 所述第二限流电阻串联于所述光敏三极管(112)的集电极和脉冲输出端(12)之间； 所述滤波电容串联于所述光敏三极管(112)的发射极和脉冲输出端(12)之间。
7.根据权利要求5所述的继电器闭合、断开控制装置，其特征在于，所述过零检测回路(I)还包括: 串联于所述光敏三极管(112)的集电极和电源电压Vcc之间的上拉电阻。
8.根据权利要求5所述的继电器闭合、断开控制装置，其特征在于，所述过零检测回路(I)还包括: 串联于所述光敏三极管(112)的发射极和接地端之间的下拉电阻。
9.一种空调，其特征在于，具有权利要求1至8任一项所述的继电器闭合、断开控制装置。
【文档编号】F24F11/02GK104425184SQ201310547174
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】程绍江, 时斌 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔空调电子有限公司