一种带学习功能的继电器零点灭弧的方法与流程

本发明涉及继电器技术领域，特别涉及一种带学习功能的继电器零点灭弧的方法。

背景技术：

现有技术中，在用继电器控制大功率负载的产品上，继电器的使用寿命直接影响了产品的使用寿命，所以延长继电器的使用寿命是每一个产品生产商需要着重考虑的问题。继电器吸合时产生的电弧的大小和多少直接影响继电器的寿命，轻则开路，重则导致负载失控，甚至可能导致火灾的发生。传统零点灭弧采用软件采集零点延时固定时间来灭弧，但存在采集到的零点和实际零点存在差异导致灭弧失败，也才在MCU计时本身存在差异和环境温度造成MCU时钟变化造成灭弧失败，同样也因继电器本身机械释放时间的差异和环境温度引起机械释放时间改变等问题也将造成灭弧失败。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种带学习功能的继电器零点灭弧的方法，

根据交流电流上升沿过零点的时间点与继电器触点实际动作的时间点之间的关系，动态调整控制器发出继电器触点动作信号的延时时间，确定控制器发出继电器触点动作信号的实际延时时间；

从继电器触点的理论动作间点开始，经过所述实际延时时间，控制器发出继电器触点动作信号，使继电器在交流电流上升沿过零点的时间点之前附近或者交流电流上升沿过零点的时间点使继电器触点动作。

进一步地，所述继电器触点的理论动作时间点为交流电流上升沿过零点的时间点。

进一步地，所述继电器触点动作包括继电器触点吸合动作和继电器触点释放动作。

进一步地，当继电器触点动作为继电器触点吸合动作时，所述延时时间的动态调整步骤包括：

S10：设置初始延时时间；

S20：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经初始延时时间后发出继电器吸合信号，吸合继电器触点；

S30：若继电器触点释放的时间点在后续某个上升沿过零点的时间点之前，将初始延时时间延长一个步进值，获得最新延长时间；

S40：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经最新延长时间后发出继电器吸合信号，吸合继电器触点；

S50：检测电平信号，若检测到高电平信号，则将S40所述最新延长时间作为S30所述初始延时时间，循环S30和S40；若检测到低电平信号，将最新延长时间缩短一个步进值，作为最终延时时间。

进一步地，当继电器触点动作为继电器触点吸合动作时，所述延时时间的动态调整步骤包括：

S10：设置初始延时时间；

S20：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经初始延时时间后发出继电器吸合信号，吸合继电器触点；

S30：若继电器触点释放的时间点在后续某个上升沿过零点的时间点之后，将初始延时时间缩短一个步进值，获得最新延长时间；

S40：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经最新延长时间后发出继电器吸合信号，吸合继电器触点；

S50：检测电平信号，若检测到低电平信号，则将S40所述最新延长时间作为S30所述初始延时时间，循环S30和S40；若检测到高电平信号，则将最新延长时间作为最终延时时间。

进一步地，当继电器触点动作为继电器触点释放动作时，所述延时时间的动态调整步骤包括：

S10：设置初始延时时间；

S20：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经初始延时时间后发出继电器释放信号，释放继电器触点；

S30：若继电器触点释放的时间点在后续某个上升沿过零点的时间点之前，将初始延时时间延长一个步进值，获得最新延长时间；

S40：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经最新延长时间后发出继电器释放信号，释放继电器触点；

S50：检测电平信号，若检测到低电平信号，则将S40所述最新延长时间作为S30所述初始延时时间，循环S30和S40；若检测到高电平信号，将最新延长时间缩短一个步进值，作为最终延时时间。

进一步地，当继电器触点动作为继电器触点释放动作时，所述延时时间的动态调整步骤包括：

S10：设置初始延时时间；

S20：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经初始延时时间后发出继电器释放信号，释放继电器触点；

S30：若继电器触点释放的时间点在后续某个上升沿过零点的时间点之后，将初始延时时间缩短一个步进值，获得最新延长时间；

S40：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经最新延长时间后发出继电器释放信号，释放继电器触点；

S50：检测电平信号，若检测到高电平信号，则将S40所述最新延长时间作为S30所述初始延时时间，循环S30和S40，直至检测不到高电平信号时，则将最新延长时间作为最终延时时间。

进一步地，所述步进值为400us。

本发明提供的带自学习功能的继电器零点灭弧的方法，通过在交流电上升沿过零点时开始，控制器经延时时间后向继电器发出动作信号，并根据继电器触点实际动作的时间点与交流电上升沿过零点的时间点之间的关系，对延时时间进行调整，使继电器在交流电流上升沿过零点的时间点之前附近或者交流电流上升沿过零点的时间点使继电器触点动作，从而减小继电器动作时产生的电弧。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为继电器触点吸合时零点灭弧的电流波形图；

图2为继电器触点释放时零点灭弧的电流波形图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明实施例提供一种带学习功能的继电器零点灭弧的方法，

根据交流电流上升沿过零点的时间点与继电器触点实际动作的时间点之间的关系，动态调整控制器发出继电器触点动作信号的延时时间，确定控制器发出继电器触点动作信号的实际延时时间；

从继电器触点的理论动作间点开始，经过所述实际延时时间，控制器发出继电器触点动作信号，使继电器在交流电流上升沿过零点的时间点之前附近或者交流电流上升沿过零点的时间点使继电器触点动作。

本发明提供的带自学习功能的继电器零点灭弧的方法，通过在交流电上升沿过零点时开始，控制器经延时时间后向继电器发出动作信号，并根据继电器触点实际动作的时间点与交流电上升沿过零点的时间点之间的关系，对延时时间进行调整，使继电器在交流电流上升沿过零点的时间点之前附近或者交流电流上升沿过零点的时间点使继电器触点动作，从而减小继电器动作时产生的电弧。

优选地，所述继电器触点的理论动作时间点为交流电流上升沿过零点的时间点。

优选地，所述继电器触点动作包括继电器触点吸合动作和继电器触点释放动作。

优选地，当继电器触点动作为继电器触点吸合动作时，所述延时时间的动态调整步骤包括：

S10：设置初始延时时间；

S20：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经初始延时时间后发出继电器吸合信号，吸合继电器触点；

S30：若继电器触点释放的时间点在后续某个上升沿过零点的时间点之前，将初始延时时间延长一个步进值，获得最新延长时间；

S40：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经最新延长时间后发出继电器吸合信号，吸合继电器触点；

S50：检测电平信号，若检测到高电平信号，则将S40所述最新延长时间作为S30所述初始延时时间，循环S30和S40；若检测到低电平信号，将最新延长时间缩短一个步进值，作为最终延时时间。

具体实施时，如图1所示，继电器吸合时间设为t2，a、b为软件采集到的零点，软件延时时间设为t1，(t1+t2)即为上述初始延时时间；(t1+t2)落在后面零点a上就能实现零点灭弧；ZERO_H在b点处做判断；继电器需要吸合，检测到零点a时延时t1，假设控制器在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，经t1时间后发出继电器吸合信号，经过t2时间，继电器触点吸合的时间点零点b前时，ZERO_H检测到高电平，此时还不确定吸合点是否靠近零点，t1以400us时间步进增加(t1＝t1+400us)，经过几次吸合调整后，ZERO_H处检测到低电平，吸合点落在b后。此时，将t1＝t1-400us作为继电器吸合的延时时间。

优选地，当继电器触点动作为继电器触点吸合动作时，所述延时时间的动态调整步骤包括：

S10：设置初始延时时间；

S20：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经初始延时时间后发出继电器吸合信号，吸合继电器触点；

S30：若继电器触点释放的时间点在后续某个上升沿过零点的时间点之后，将初始延时时间缩短一个步进值，获得最新延长时间；

S40：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经最新延长时间后发出继电器吸合信号，吸合继电器触点；

S50：检测电平信号，若检测到低电平信号，则将S40所述最新延长时间作为S30所述初始延时时间，循环S30和S40；若检测到高电平信号，则将最新延长时间作为最终延时时间。

具体实施时，继电器需要吸合，检测到零点a时延时t1，假设控制器在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，经t1时间后发出继电器吸合信号，经过t2时间，继电器触点吸合的时间点零点b后时，ZERO_H检测到低电平，此时还不确定吸合点是否靠近零点，t1以400us时间步进递减(t1＝t1-400us)，经过几次吸合调整后，ZERO_H处检测到高电平，吸合点落在零点b，此时，将t1作为继电器吸合的延时时间。

优选地，当继电器触点动作为继电器触点释放动作时，所述延时时间的动态调整步骤包括：

S10：设置初始延时时间；

S20：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经初始延时时间后发出继电器释放信号，释放继电器触点；

S30：若继电器触点释放的时间点在后续某个上升沿过零点的时间点之前，将初始延时时间延长一个步进值，获得最新延长时间；

S40：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经最新延长时间后发出继电器释放信号，释放继电器触点；

S50：检测电平信号，若检测到低电平信号，则将S40所述最新延长时间作为S30所述初始延时时间，循环S30和S40；若检测到高电平信号，将最新延长时间缩短一个步进值，作为最终延时时间。

具体实施时，如图2所示，设定继电器释放时间为t2；理论上，需要继电器释放时，检测到市电上升沿零点后，软件延时时间t1,(t1+t2)即为上述初始延时时间；(t1+t2)落在后面零点a上就能实现零点灭弧；

因零点的偏差、MCU检测口和计时偏差、继电器机械释放时间t2的误差，用理论控制出来的零点灭弧无法在大批量产品中实现零点灭弧。电弧产生时，继电器输出会维持一段时间的高电压。现在，增加ZERO_H在b点来检测电弧(b点位于零点a后面2ms)，通过ZERO_H的反馈来补偿以上误差造成的时间差；

如图2所示，假设控制器在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，经t1时间后发出继电器释放信号，经过t2时间，继电器触点释放的时间点落在零点a前，ZERO_H检测为低电平，无法判断是否有电弧产生，此时t1需要调整，以步进值400us增加，即：t1＝t1+400us，让继电器触点释放的时间点靠近零点；经过几次的释放调整t1后，在ZERO_H检测到高电平，说明调整后释放点落在零点a之后，此时保存t1-400us作为后面继电器释放灭弧的延时时间。

优选地，当继电器触点动作为继电器触点释放动作时，所述延时时间的动态调整步骤包括：

S10：设置初始延时时间；

S20：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经初始延时时间后发出继电器释放信号，释放继电器触点；

S30：若继电器触点释放的时间点在后续某个上升沿过零点的时间点之后，将初始延时时间缩短一个步进值，获得最新延长时间；

S40：在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，控制器经最新延长时间后发出继电器释放信号，释放继电器触点；

S50：检测电平信号，若检测到高电平信号，则将S40所述最新延长时间作为S30所述初始延时时间，循环S30和S40，直至检测不到高电平信号时，则将最新延长时间作为最终延时时间。

具体实施时，假假设控制器在交流电流的上升沿过零点的时间点开始，经t1时间后发出继电器释放信号，经过t2时间，继电器触点释放的时间点落在零点a后，则ZERO_H能检测到高电平，以步进值400us减少t1(t1＝t1-400us)，直到调整到ZERO_H检测不到高电平时，此时保存t1值为后面继电器释放灭弧的延时时间。

继电器触点吸合零点灭弧与释放灭弧的控制方法区别如下：

(1)调整继电器释放时，采集点在于零点后2ms出；调整继电器吸合时，采集点在于软件采集的零点上；

(2)调整继电器释放时，采集点采集到高电平时，代表有电弧；调整继电器吸合时，采集点采集到高电平代表零点之前吸合，无电弧；

(3)最终学习确认的方式不同：继电器释放延时确认时间为从调整到b点高电平一次到下一次调整到b点低电平，则调整完成；继电器吸合延时确认时间为，从调整到b点低电平一次到下一次调整到b点高电平，则调整完成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。