一种继电器闭合时刻检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种继电器闭合时刻检测方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]通常情况下，继电器未闭合前，一端电压Ul为零，另一端接交变电源U2 (例如电网)。如果在闭合瞬间，继电器两端存在电压差，则交变电源会对Ul侧的电容等元器件充电，产生冲击电流，影响元器件使用寿命。电压差越大，冲击电流越大。因此，需要让继电器在交变电源的过零点处闭合，使继电器两端电压差为零。设交变电源的过零点时刻为Tl。从控制芯片发出闭合指令，到继电器触点实际闭合需要花费一定的时间，定义为延时时差。设延时时差为ΔΤ。故，希望控制芯片在T2时刻发出闭合指令，且满足:T2 =Tl-AT (1)，如图1所示。目前普遍采用的方法是:采用继电器厂商提供的参数，将ΔΤ设为固定值。由式
(I)可知，控制芯片会在固定时刻T2发出闭合指令。但实际上，继电器属于机械开关，因个体差异以及使用环境的不同，会导致延时时差发生变化，这就可能导致继电器不是在交变电源过零点处闭合。如图2所示，控制芯片在固定时刻T2发出闭合指令，理论上继电器应在Tl时刻闭合，但实际是在T3时刻闭合。闭合瞬间，继电器两端存在电压差，产生冲击电流，影响使用寿命。实际测试发现，若继电器在电网电压峰值/峰谷闭合，冲击电流甚至可达到188A。
[0004]综上目前普遍将延时时差AT设为固定值，控制芯片在固定时刻T2发出闭合指令。但实际上:(I)继电器属于机械开关，不同个体的延时时差是有差异的；(2)受PCB走线影响，同一个继电器在不同PCB上延时时差是有差异的；(3)同一个继电器，使用一段时间后，延时时差也会发生改变；当继电器因上述原因，延时时差发生变化，没有在交变电源过零点处闭合，将导致冲击电流，影响继电器以及机器的使用寿命。当冲击电流达到一定阀值，会导致交变电源侧空开跳脱，影响正常使用。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种实时检测继电器延时时差从而确保继电器在交变电源过流点闭合的继电器闭合时刻检测方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种继电器闭合时刻检测方法，定义:交流电源周期为Tl，交流电源每个周期由一个计时器负责计时，这个计时变量是周期性变化，计时变量周期等于交流电源周期，继电器控制芯片需要发出闭合指令的时刻为T2，T2 < Tl，即当计时变量累加到时间Τ2时，控制芯片发出闭合指令，自继电器控制芯片发出闭合指令开始计时，该计时变量为TimeCnt，同时开始检测继电器两端电压差AU，当所述继电器两端的电压差Δυ小于压差阀值时，记录此时的时刻relayTime=TimeCnt，并将计算得到的relayTime-0=AT，储存后作为下一次继电器控制芯片发出闭合信号的延时时差ΔΤ, ΔΤ小于等于2Τ1，当所述ΔΤ > Tl时，继电器控制芯片下次发出闭合信号的时刻Τ2为2*Τ1_ΔΤ，当ΔΤ< Tl时，继电器控制芯片下次发出闭合信号的时刻Τ2为Tl-ΔΤ，继电器第一次闭合的延时时差ΔT为厂家提供的默认值。
[0008]优化的，自继电器控制芯片发出闭合指令开始计时后，需将时间变量TimeCnt与超时阀值比较，若TimeCnt大于超时阀值，则检测超时，不更新延时时差ΔΤ。
[0009]优化的，当所述继电器两端的电压差AU小于压差阀值时，检测AU是否第一次小于压差阀值，且继电器已经闭合的时间Timeover是否大于等于闭合阀值，若AU是第一次小于压差阀值，则认为继电器刚闭合，则记录当前的时刻:re I ayT ime=T imeCnt，此时，Timeover从O开始累计，TimeCnt继续累加，若Δ U再次大于阀值，则认为刚才的检测结果是因为交变电源的过零点导致的，并不是继电器真正闭合，此时将Timeover置零，relayTime置零，第一次闭合的标志位Flag置零，TimeCnt继续累加，等待下一次Δυ小于压差阀值的时刻；如果Δυ—直小于压差阀值，Timeover会一直累加，直至大于等于闭合阀值，则认为继电器是真的已经闭合，ΔΤ为确定AU是第一次小于压差阀值时的relayTime
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[0010]本发明的有益效果在于:控制芯片在每一次继电器闭合时都会检测延时时差，自动计算最理想的闭合时刻，提供给下一次使用，保证继电器每次都在交变电源过零点闭合，冲击电流最小，从而延长机器使用寿命。
[0011]
【附图说明】
[0012]附图1为理想闭合时刻示意图；
附图2为实际闭合时刻示意图；
附图3为本发明的软件流程图。
[0013]
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述:
如图3所示，定义:交流电源周期为Tl，交流电源每个周期由一个计时器负责计时，这个计时变量是周期性变化，计时变量周期等于交流电源周期，继电器控制芯片需要发出闭合指令的时刻为T2，T2 < Tl，即当计时变量累加到时间T2时，控制芯片发出闭合指令。自继电器控制芯片发出闭合指令开始计时，该计时变量为TimeCnt，同时开始检测继电器两端电压差AU，当所述继电器两端的电压差AU小于压差阀值时，记录此时的时刻reIayTime=TimeCnt ο并将计算得到的relayTime-Ο= Δ T，储存后作为下一次继电器控制芯片发出闭合信号的延时时差，当所述ΔΤ > Tl时，继电器控制芯片下次发出闭合信号的时刻T2为2*Τ1_ Δ T，当Δ T < Tl时，继电器控制芯片下次发出闭合信号的时刻Τ2为Tl - Δ Τ。继电器第一次闭合的延时时差ΛΤ为厂家提供的默认值。自继电器控制芯片发出闭合指令开始计时后，需将时间变量TimeCnt与超时阀值比较，若TimeCnt大于超时阀值，则检测超时，不更新延时时差ΔΤ。当所述继电器两端的电压差AU小于压差阀值时，检测AU是否第一次小于压差阀值，且继电器已经闭合的时间Timeover是否大于等于闭合阀值。若AU是第一次小于压差阀值，则认为继电器刚闭合，则记录当前的时刻:relayTime=TimeCnt。此时，Timeover从O开始累计，TimeCnt继续累加。若AU再次大于阀值，则认为刚才的检测结果是因为交变电源的过零点导致的，并不是继电器真正闭合了，此时将Timeover置零，relayTime置零，第一次闭合的标志位Flag置零，TimeCnt继续累加，等待下一次Δυ小于压差阀值的时刻；如果Δυ—直小于压差阀值，Timeover会一直累加，直至大于等于闭合阀值，则认为继电器是真的已经闭合，ΔΤ为确定AU是第一次小于压差阀值时的relayTime-O ；
其中，AU的压差阀值:理论上讲，该值越小，检测精度越高。但当阀值过小，会因为交变电源本身的抖动导致误检测；
Timeover的闭合阀值:需要结合AU的压差阀值来确定。如果Timeover的闭合阀值过小，会因为交变电源本身小于AU的时间满足阀值，导致误检测，以中国电网(220V，50Hz)为例:
AU = U2 - Ul= 220*sin(wt+it)- O = 220*sin(wt+Φ ) (2)
故:wt+Φ = arcsin (AU / 220)(3)
因此，在一个电网周期内，电网自身满足小于AU的时间为:
Tmin = 2 * arcsin ( AU / 220) /50 /360(4)
当AU取1V JlJTmin = 0.29 ms。也就是说Timeover的闭合阀值要大于0.29ms，才能确保不发生误检测。
[0015]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种继电器闭合时刻检测方法，其特征在于，定义:交流电源周期为Tl，交流电源每个周期由一个计时器负责计时，这个计时变量是周期性变化，计时变量周期等于交流电源周期，继电器控制芯片需要发出闭合指令的时刻为T2，T2 < Tl，即当计时变量累加到时间T2时，控制芯片发出闭合指令，自继电器控制芯片发出闭合指令开始计时，该计时变量为TimeCnt，同时开始检测继电器两端电压差AU，当所述继电器两端的电压差AU小于压差阀值时，记录此时的时刻reIayTime=TimeCnt,并将计算得到的relayTime-O= Δ T，储存后作为下一次继电器控制芯片发出闭合信号的延时时差ΔΤ，AT小于等于2T1，当所述ΛΤ> Tl时，继电器控制芯片下次发出闭合信号的时刻T2为2*Τ1- Δ T，当Δ T < Tl时，继电器控制芯片下次发出闭合信号的时刻Τ2为Tl-Δ Τ，继电器第一次闭合的延时时差Δ T为厂家提供的默认值。2.根据权利要求1所述的继电器闭合时刻检测方法，其特征在于:自继电器控制芯片发出闭合指令开始计时后，需将时间变量TimeCnt与超时阀值比较，若TimeCnt大于超时阀值，则检测超时，不更新延时时差AT。3.根据权利要求1所述的继电器闭合时刻检测方法，其特征在于:当所述继电器两端的电压差AU小于压差阀值时，检测AU是否第一次小于压差阀值，且继电器已经闭合的时间Timeover是否大于等于闭合阀值，若AU是第一次小于压差阀值，则认为继电器刚闭合，则记录当前的时刻:relayTime=TimeCnt，此时，Timeover从O开始累计，TimeCnt继续累加，若AU再次大于阀值，则认为刚才的检测结果是因为交变电源的过零点导致的，并不是继电器真正闭合，此时将Timeover置零，relayTime置零，第一次闭合的标志位Flag置零，TimeCnt继续累加，等待下一次AU小于压差阀值的时刻；如果Λ U—直小于压差阀值，Timeover会一直累加，直至大于等于闭合阀值，则认为继电器是真的已经闭合，ΛΤ为确定Δ U是第一次小于压差阀值时的relayTime -O。
【专利摘要】本发明涉及一种继电器闭合时刻检测方法，其自继电器控制芯片发出闭合指令后开始计时,并实时检测继电器两侧的差值ΔU，如果连续一定时间小于阀值，则认为继电器已经闭合，并把第一次小于阀值的时刻所对应的时间值作为继电器延时时差，供继电器下一次闭合时，控制芯片计算发送闭合指令的时刻，保证继电器每次都在交变电源过零点闭合，冲击电流最小，从而延长机器使用寿命。
【IPC分类】G04F10/00
【公开号】CN104898405
【申请号】CN201510266579
【发明人】黄敏, 方刚, 刘松
【申请人】江苏固德威电源科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月22日