一种智能电子开关过零校准保护继电器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种智能电子开关过零校准保护继电器，包括过零检测电路、控制单元和继电器单元；过零检测电路的输入端与交流电源连接，输出端与控制单元连接；过零检测电路用于将交流信号转换为直流电平信号；控制单元用于接收直流电平信号，当直流电平信号过零时向继电器单元发送导通触发信号；继电器单元的输出端与负载连接；继电器单元用于接收到导通触发信号后闭合。本实用新型提供的技术方案，不需要增加继电器的功率来提高继电器的寿命，能够避免对继电器触点的高压冲击，进而保护继电器触点免受损坏；同时，不需要采用功率较大的继电器，降低成本，体积可控，增加智能电子开关的控制路数。
【专利说明】
一种智能电子开关过零校准保护继电器
技术领域
[0001]本实用新型涉及继电保护技术领域，具体涉及一种智能电子开关过零校准保护继电器。
【背景技术】
[0002]随着智能家居行业的发展，家庭智能化产品越来越多样化。通过手机控制灯光、窗帘已经出现在普通人家里。普通的控制灯光的机械开关已经无法满足要求，因此出现了智能开关。智能开关控制负载一般是通过继电器作为开关来控制其通断，普通的阻性或感性负载如灯泡、节能灯、窗帘和电视机都没有问题。但是现在LED节能灯出现后，由于其为容性负载，在负载打开时，对继电器触点冲击非常大，开关几次，就会损坏继电器触点，造成继电器粘连，无法正常开关灯或窗帘。
[0003]目前大多数设计都是采用功率比较大的继电器，把负载功率限制在比较小的范围。这样可以延长继电器的寿命，但是随着开关次数的增加，还是会损坏继电器。并且这种做法会导致成本增加，功率大的继电器体积增大，本来可以做3键的开关，只能做I键或2键。
[0004]因此，需要提供一种在打开继电器时能够避免对继电器触点产生高压冲击，进而保护继电器触点免收损坏的技术方案。
【实用新型内容】
[0005]鉴于现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种智能电子开关过零校准保护继电器。
[0006]本实用新型的技术方案为:
[0007]所述过零校准保护继电器包括过零检测电路、控制单元和继电器单元；
[0008]所述过零检测电路的输入端与交流电源连接，输出端与所述控制单元连接;所述过零检测电路用于将交流信号转换为直流电平信号；
[0009]所述控制单元用于接收所述直流电平信号，当所述直流电平信号过零时向所述继电器单元发送导通触发信号；
[0010]所述继电器单元的输出端与负载连接;所述继电器单元用于当接收到所述导通触发信号后闭合。
[0011 ]本实用新型进一步的优选实施方案为:
[0012]所述过零检测电路包括光电耦合器和波形整形单元；
[0013]所述过零检测电路的输入端连接所述光电耦合器；
[0014]所述光电耦合器、波形整形单元和所述输出端顺次连接。
[0015]本实用新型进一步的优选实施方案为:
[0016]所述波形整形单元包括三极管、限流电阻、分压电阻和滤波电容；
[0017]所述三极管的基极通过所述限流电阻与所述光电耦合器连接，集电极为所述波形整形单元的输出端，发射极接地；
[0018]所述分压电阻连接于所述基极与发射极之间，所述滤波电容与所述分压电阻并联。
[0019]本实用新型进一步的优选实施方案为:
[0020]所述交流电源、半波整流单元、限流单元以及光电耦合器顺次连接；
[0021]所述光电耦合器包括发光源和受光器;所述发光源的一端与所述限流单元连接，另一端接地;所述受光器的一端与所述波形整形单元连接，另一端接地；
[0022]所述半波整流单元包括二极管，该二极管的阳极与火线连接，阴极与所述限流单元连接；
[0023]所述限流单元包括一个限流电阻或串联的多个限流电阻。
[0024]本实用新型进一步的优选实施方案为:
[0025]所述波形整形单元与所述控制单元之间还包括滤波单元；
[0026]所述滤波单元包括滤波电阻和滤波电容;该滤波电阻串联于所述波形整形单元与所述控制单元之间，该滤波电容的一端与所述控制单元连接，另一端接地。
[0027]本实用新型进一步的优选实施方案为:所述控制单元为微处理器。
[0028]与最接近的现有技术相比，本实用新型的优异效果是:
[0029]本实用新型提供的一种智能电子开关过零校准保护继电器，不需要增加继电器的功率来提高继电器的寿命，通过检测交流信号的过零电平信号，在零点时打开继电器，能够降低对继电器的冲击，避免对继电器触点的高压冲击，进而保护继电器触点免受损坏；同时，不需要采用功率较大的继电器，降低成本，体积可控，增加智能电子开关的控制路数。
[0030]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0031]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参开符号表示相同的部件。在附图中:
[0032]图1:本实用新型实施例提供的一种智能电子开关过零校准保护继电器结构示意图；
[0033]图2:本实用新型实施例提供的过零检测电路示意图；
[0034]图3:本实用新型实施例提供的过零检测电路的输入端示意图；
[0035]图4:本实用新型实施例提供的过零检测电路的输出端示意图；
[0036]图5:本实用新型实施例提供的220V交流信号波形示意图；
[0037]图6:本实用新型实施例提供的直流电平信号波形示意图；
[0038]其中，101:过零检测电路；102控制单元；103继电器单元；1011:滤波单元；1012:波形整形单元;1013:光电耦合器;1014:限流单元;1015:半波整流单元。
【具体实施方式】
[0039]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0040]下面分别结合附图，对本实用新型实施例提供的一种智能电子开关过零校准保护继电器进行说明。
[0041]图1为本实用新型实施例提供的一种智能电子开关过零校准保护继电器结构示意图，如图所示，本实施例中过零校准保护继电器包括:
[0042]过零检测电路101、控制单元102和继电器单元103;
[0043 ]其中，过零检测电路1I的输入端接交流电源，输出端与控制单元1 2连接，用于将交流信号转换为直流电平信号。
[0044]控制单元102用于当直流电平信号过零时，向继电器单元103发送导通触发信号；
[0045]继电器单元103的输出端与负载连接，用于当接收到导通触发信号后闭合。本实施例中控制单元103包括微处理器，可以采用CPU或者MCU等处理器。
[0046]图2为本实用新型实施例优选的过零检测电路的结构示意图，如图所示，本实施例中过零检测电路101包括:
[0047]光电耦合器1013和波形整形单元1012;
[0048]其中，过零检测电路1I的输入端连接光电耦合器1013，光电耦合器1013、波形整形单元1012和过零检测电路1I的输出端顺次连接。
[0049]图3和4为了本实用新型实施例另一优选的过零检测电路的结构示意图，下面结合附图对本实用新型实施例优选的过零检测电路的各电路结构进行具体说明:
[0050]1、波形整形单元
[0051 ]本实施例中波形整形单元1012包括三极管、限流电阻、分压电阻和滤波电容。
[0052]三极管的基极通过限流电阻接入光电耦合器，集电极为波形整形单元1012的输出端，发射极接地。分压电阻连接于基极与发射极之间，滤波电容与分压电阻并联。
[0053]如图4所示，本实施例中波形整形单元1012包括NPN型三极管N115，限流电阻R141、分压电阻R143、和滤波电容C126APN型三极管的基极通过限流电阻R141接入光电耦合器IC6。分压电阻R143连接于基极与发射极之间，滤波电容C126与分压电阻R143并联，其中，电阻Rl 19也是限流电阻。
[0054]2、半波整流单元
[0055]本实施例中交流电源、半波整流单元1015、限流单元1014以及光电耦合器1013顺次连接。滤波单元连接于波形整形单元1012与控制单元102之间。
[0056]本实施例中半波整流单元1015包括二极管，该二极管的阳极与火线连接，阴极与限流单元1014连接。如图3所示，半波整流单元1015为二极管D8。
[0057]3、限流单元
[0058]本实施例中限流单元1014包括一个限流电阻或串联的多个限流电阻。如图3所示，限流单元1014包括串联的电阻Rl 1、电阻Rl 17和电阻Rl 18。
[0059]4、滤波单元
[0060]本实施例中滤波单元包括滤波电阻和滤波电容;该滤波电阻串联于波形整形单元1012与控制单元102之间，该滤波电容的一端与控制单元102连接，另一端接地。[0061 ] 如图4所示，滤波单元包括滤波电阻Rl42和滤波电容C21，滤波电阻Rl42连接于波形整形单元1012与控制单元102之间，滤波电容C21的一端与控制单元102连接，另一端接地。
[0062]5、光电親合器
[0063]光电耦合器1013包括发光源和受光器。其中，发光源的一端与限流单元1014连接，另一端接地;受光器的一端与波形整形单元1012连接，另一端接地。本实施例中发光源采用发光二极管等，受光器采用光敏二极管或者光敏三极管等。
[0064]图5和图6为本实用新型优选的过零检测电路的实施效果图，下面结合附图3和4，对本实用新型实施例优选的过零检测电路的工作过程进行说明:
[0065]火线L2和零线N分别接入220V交流电源，火线的电流首先经过二极管D8进行半波整流，再依次经过限流电阻R118、电阻R117和电阻RllO限流。光电耦合器IC6，用于220V强电和弱点隔离，从而将图5所示的220V交流信号转换为数字电路可以采集的直流电平信号，SP图6所示的直流信号。该直流电平信号输入至波形整形单元，滤波电容C126滤除电源干扰毛刺，三极管NI 15对其进行波形整形，提高抗干扰性，最后经过滤波单元输出。
[0066]本实用新型实施例提供的智能电子开关过零校准保护继电器的操作步骤为:
[0067]1、启动过零校准保护继电器，过零检测电路1I将交流信号转换为直流电平信号；
[0068]2、控制单元102的微处理器接收直流电平信号，当该直流电平信号过零时向继电器单元103发送导通触发信号；
[0069]3、继电器单元103接收到导通触发信号后，控制负载闭合。
[0070]本实施例中过零检测电路101将交流信号转换为直流电平信号，便于控制单元102进行数字信号接收，同时能够在直流电平信号过零时及时向继电器单元103发送导通触发信号，以控制继电器单元闭合。采用上述操作步骤不需要大功率的继电器，因此使得智能电子开关过零校准保护继电器的体积可控，成本降低，增加了智能电子开关的控制路数。当继电器单元103在直流电平信号过零点闭合时，避免了高压电对继电器触电的冲击，进而保护其免受损坏。
[0071]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种智能电子开关过零校准保护继电器，其特征在于，所述过零校准保护继电器包括过零检测电路、控制单元和继电器单元； 所述过零检测电路的输入端与交流电源连接，输出端与所述控制单元连接;所述过零检测电路用于将交流信号转换为直流电平信号； 所述控制单元用于接收所述直流电平信号，当所述直流电平信号过零时向所述继电器单元发送导通触发信号； 所述继电器单元的输出端与负载连接;所述继电器单元用于当接收到所述导通触发信号后闭合。2.如权利要求1所述的一种智能电子开关过零校准保护继电器，其特征在于，所述过零检测电路包括光电耦合器和波形整形单元； 所述过零检测电路的输入端连接所述光电耦合器； 所述光电耦合器、波形整形单元和所述过零检测电路的输出端顺次连接。3.如权利要求2所述的一种智能电子开关过零校准保护继电器，其特征在于，所述波形整形单元包括三极管、限流电阻、分压电阻和滤波电容； 所述三极管的基极通过所述限流电阻与所述光电耦合器连接，集电极为所述波形整形单元的输出端，发射极接地； 所述分压电阻连接于所述基极与发射极之间，所述滤波电容与所述分压电阻并联。4.如权利要求2所述的一种智能电子开关过零校准保护继电器，其特征在于， 所述交流电源、半波整流单元、限流单元以及光电耦合器顺次连接； 所述光电耦合器包括发光源和受光器;所述发光源的一端与所述限流单元连接，另一端接地;所述受光器的一端与所述波形整形单元连接，另一端接地； 所述半波整流单元包括二极管，该二极管的阳极与火线连接，阴极与所述限流单元连接； 所述限流单元包括一个限流电阻或串联的多个限流电阻。5.如权利要求2所述的一种智能电子开关过零校准保护继电器，其特征在于， 所述波形整形单元与所述控制单元之间还包括滤波单元； 所述滤波单元包括滤波电阻和滤波电容;该滤波电阻串联于所述波形整形单元与所述控制单元之间，该滤波电容的一端与所述控制单元连接，另一端接地。6.如权利要求1所述的一种智能电子开关过零校准保护继电器，其特征在于，所述控制单元为微处理器。
【文档编号】G05B19/04GK205594345SQ201620026322
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年1月12日
【发明人】王建明
【申请人】青岛海尔智能家电科技有限公司