一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构，包括交流电过零点检测电路、继电器触点动作检测电路和单片机；所述交流过零点检测电路包括：阻容分压电路、稳压二极管D1、光耦U1和上拉电阻R3；所述继电器触点动作检测电路包括：电容C2、整流桥D2、稳压二极管D3、限流电阻R4、光耦U2和上拉电阻R5；本实用新型所述信号采集电路结构结构简单、且能够方便实用的提供继电器抗突变冲击保护系统需要利用的信号。
【专利说明】一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子【技术领域】，具体为一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构。
【背景技术】
[0002]继电器是一种基本的负载开关电路，由于其瞬时触点往往与负载串接在同一回路中，故负载特性对继电器的工作状态有很大影响，一些负载在交流电给电瞬间即继电器闭合时将会产生很大的电流冲击，进而对继电器造成一定的危害，例如现有技术中的智能家居系统，几乎所有的智能家居节点控制均是通过继电器驱动负载的方式输出，因此智能家居的控制节点大量使用不同型号的继电器。现有技术中的智能家居产品中对继电器的操作控制均未考虑负载状态和特性，实时操作继电器开合，而智能家居系统中的负载，如LED灯等由于使用开关式稳压电源，故属于容性负载，而冰箱等由于使用电机，属于感性负载，由于容性负载在上电一瞬间相当于短路，而电机在启动瞬间，由于定子和转子之间相对运动的速度几乎为零，即没有切割磁场的运动，则不会在电路中产生反电动势，因此在交流电给电瞬间即继电器闭合接通交流回路时，智能家居系统中的负载往往会产生很大的冲击电流，这样大的突变冲击对继电器的可靠运行是十分不利的，尤其是在实时操作继电器开合的场合中，因继电器动作随机，其直接承受突变冲击电流，造成继电器的瞬时触点不可逆损坏，致使继电器不能响应操作指示，从而使得智能家居节点控制电路整体失效。为解决这一问题现有技术中对继电器选型通常要考虑冲击电流最大值，不仅增加了硬件成本和产品体积，且继电器的使用寿命在不同负载情况下差异较大，难以达到产品理想使用状况，另外还可以采用参考图4所示的继电器抗突变冲击保护系统来解决上述问题，该继电器抗突变冲击保护系统的工作步骤如下:
[0003]步骤1:事先存储波动时间，执行步骤2 ；
[0004]步骤2:产生延时时间，执行步骤3 ；
[0005]步骤3:检测交流电过零点，执行步骤4 ；
[0006]步骤4:获取延时时间和交流电过零检测点的时间，执行步骤5 ；
[0007]步骤5:是否接收到来自外部的继电器开合控制指令，是则执行步骤6，否则返回步骤3 ;
[0008]步骤6:是否为首次接收到来自外部的继电器开合控制指令，是则执行步骤7，否则执行步骤8 ；
[0009]步骤7:设定最近三次触发信号发送时间和继电器触点动作时间之间的时间差等于延时时间，执行步骤8;
[0010]步骤8:根据最近三次触发信号发送时间和继电器触点动作时间之间的时间差确定触发信号参考时间，执行步骤9 ；
[0011]步骤9:判断触发信号参考时间是否大于延时时间与波动时间之和，是则执行步骤10，否则执行步骤11 ；[0012]步骤10:以交流电过零检测点的时间作为起始点，当经过延时时间与波动时间后发送继电器触发信号，执行步骤12 ；
[0013]步骤11:以交流电过零检测点的时间作为起始点，当经过触发信号参考时间后发送继电器触发信号，执行步骤12 ；
[0014]步骤12:检测继电器触发信号发送时间和触点动作时间，执行步骤13 ；
[0015]步骤13:根据触发信号发送时间和继电器触点动作时间计算得出两者之间的时间差，执行步骤14 ；
[0016]步骤14:存储最近三次触发信号发送时间和继电器触点动作时间之间的时间差，执行步骤15 ；
[0017]步骤15:根据最近三次触发信号发送时间和继电器触点动作时间之间的时间差确定触发信号参考时间，返回步骤3。
[0018]但现有技术中没有相应的能够检测交流电过零点、继电器触点动作以及延时时间的信号采集电路结构，导致了所述继电器抗突变冲击保护系统不能有效实施。
【发明内容】
[0019]本实用新型针对以上问题的提出，而研制一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构。
[0020]本实用新型采用的技术方案是:
[0021]一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构，应用于包括继电器和负载的电路中，所述继电器的触点与负载相互串联接在交流电回路中，包括交流电过零点检测电路、继电器触点动作检测电路和单片机；
[0022]所述交流过零点检测电路包括:阻容分压电路、稳压二极管D1、光耦Ul和上拉电阻R3 ;所述阻容分压电路由电容Cl、电阻R2和电阻R3串联构成；所述稳压二极管Dl和所述光耦Ul具有的发光二极管均与电阻R2并联；所述光耦Ul具有的光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管集电极连接所述单片机的第一中断接口，以及通过上拉电阻R3连接电源 VCC;
[0023]所述继电器触点动作检测电路包括:电容C2、整流桥D2、稳压二极管D3、限流电阻R4、光耦U2和上拉电阻R5 ;所述整流桥D2的交流输入端与电容C2、继电器触点相互串联接在交流电回路中；所述电阻R4与所述光耦U2的发光二极管相互串联构成的支路、与所述稳压二极管D3均并联接在所述整流桥D2的直流输出端；所述光耦U2具有的光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管集电极连接所述单片机的第二中断接口，以及通过上拉电阻R5连接电源VCC;
[0024]另外，还包括延时电路；所述延时电路包括由电阻R6和电容C3串联构成的RC充电电路、以及与所述电容C3并联的电阻R7 ;所述电容C3 —端接地，另一端连接所述单片机的模数转换接口，以及通过电阻R6连接所述单片机的通用输入输出接口 ；
[0025]进一步地，所述电阻R6为可调电阻。
[0026]由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构，通过所述交流电过零点检测电路采集交流电过零检测点的时间，并利用继电器触点动作检测电路采集继电器触点实际开合动作的时间，所述信号采集电路结构结构简单、且能够方便实用的提供继电器抗突变冲击保护系统需要利用的信号，进而便于所述继电器抗突变冲击保护系统利用交流电过零检测点的时间，以及继电器触点实际动作的时间，实现调整继电器的触发信号发送时序，使得继电器的触点动作时间能够避开冲击电流的影响，避免了负载产生的冲击电流对继电器的寿命影响，不仅延长了继电器的使用寿命，提高了继电器的工作可靠性，且利于产品设计时减小继电器选型的电流参数，从而缩小产品体积，降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型所述交流过零点检测电路的电路原理图；
[0028]图2是本实用新型所述继电器触点动作检测电路的电路原理图；
[0029]图3是本实用新型所述延时电路的电路原理图；
[0030]图4是本实用新型所述继电器抗突变冲击保护系统的工作流程图。
【具体实施方式】
[0031]如图1、图2和图3所示的一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构，应用于包括继电器和负载的电路中，所述继电器的触点与负载相互串联接在交流电回路中，包括交流电过零点检测电路、继电器触点动作检测电路和单片机；所述交流过零点检测电路包括:阻容分压电路、稳压二极管D1、光耦Ul和上拉电阻R3 ;所述阻容分压电路由电容Cl、电阻R2和电阻R3串联构成；所述稳压二极管Dl和所述光耦Ul具有的发光二极管均与电阻R2并联；所述光耦Ul具有的光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管集电极连接所述单片机的第一中断接口，以及通过上拉电阻R3连接电源VCC;所述继电器触点动作检测电路包括:电容C2、整流桥D2、稳压二极管D3、限流电阻R4、光耦U2和上拉电阻R5 ;所述整流桥D2的交流输入端与电容C2、继电器触点相互串联接在交流电回路中；所述电阻R4与所述光耦U2的发光二极管相互串联构成的支路、与所述稳压二极管D3均并联接在所述整流桥D2的直流输出端；所述光耦U2具有的光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管集电极连接所述单片机的第二中断接口，以及通过上拉电阻R5连接电源VCC;另外，还包括延时电路；所述延时电路包括由电阻R6和电容C3串联构成的RC充电电路、以及与所述电容C3并联的电阻R7 ;所述电容C3 —端接地，另一端连接所述单片机的模数转换接口，以及通过电阻R6连接所述单片机的通用输入输出接口 ；进一步地，所述电阻R6为可调电阻；所述交流电过零点为输入交流电由正半波变为负半波或负半波变为正半波的过零点。
[0032]本实用新型保护的是所述信号采集电路结构本身，通过该信号采集电路的硬件结构，完成相应信号采集，保证了所述继电器抗突变冲击保护系统的有效实施，本实用新型提供的一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构，通过所述交流电过零点检测电路采集交流电过零检测点的时间，并利用继电器触点动作检测电路采集继电器触点实际开合动作的时间，所述信号采集电路结构结构简单、且能够方便实用的提供继电器抗突变冲击保护系统需要利用的信号，进而便于所述继电器抗突变冲击保护系统利用交流电过零检测点的时间，以及继电器触点实际动作的时间，实现调整继电器的触发信号发送时序，使得继电器的触点动作时间能够避开冲击电流的影响，避免了负载产生的冲击电流对继电器的寿命影响，不仅延长了继电器的使用寿命，提高了继电器的工作可靠性，且利于产品设计时减小继电器选型的电流参数，从而缩小产品体积，降低成本。
[0033]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构，应用于包括继电器和负载的电路中，所述继电器的触点与负载相互串联接在交流电回路中，其特征在于包括交流电过零点检测电路、继电器触点动作检测电路和单片机； 所述交流过零点检测电路包括:阻容分压电路、稳压二极管D1、光耦Ul和上拉电阻R3 ；所述阻容分压电路由电容Cl、电阻R2和电阻R3串联构成；所述稳压二极管Dl和所述光耦Ul具有的发光二极管均与电阻R2并联；所述光耦Ul具有的光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管集电极连接所述单片机的第一中断接口，以及通过上拉电阻R3连接电源VCC ； 所述继电器触点动作检测电路包括:电容C2、整流桥D2、稳压二极管D3、限流电阻R4、光耦U2和上拉电阻R5 ;所述整流桥D2的交流输入端与电容C2、继电器触点相互串联接在交流电回路中；所述电阻R4与所述光耦U2的发光二极管相互串联构成的支路、与所述稳压二极管D3均并联接在所述整流桥D2的直流输出端；所述光耦U2具有的光敏三极管的发射极接地，所述光敏三极管集电极连接所述单片机的第二中断接口，以及通过上拉电阻R5连接电源VCC。
2.根据权利要求1所述的一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构，其特征在于还包括延时电路；所述延时电路包括由电阻R6和电容C3串联构成的RC充电电路、以及与所述电容C3并联的电阻R7 ;所述电容C3 —端接地，另一端连接所述单片机的模数转换接口，以及通过电阻R6连接所述单片机的通用输入输出接口。
3.根据权利要求2所述的一种继电器抗突变冲击保护系统的信号采集电路结构，其特征在于所述电阻R6为可调电阻。
【文档编号】H01H47/02GK203799966SQ201420165712
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】张泽旗 申请人:大连鼎创科技开发有限公司