一种继电器过零开关修正方法及检测修正电路、控制器与流程

本发明涉及电子电路领域，特别涉及一种继电器过零开关修正方法及检测修正电路、控制器。

背景技术：

继电器部件作为一个开关部件，在电子领域中广泛应用，一般继电器部件会配合控制模块使用，继电器部件包括线圈组件和触点开关，触点开关包括静触点和动触点，其中，静触点和动触点，其中之一与外部电源连接，另一与负载连接，控制模块与线圈组件连接以控制线圈组件运行，从而线圈组件通电时能够吸附动触点使之与静触点接触导电，而线圈组件断电时动触点能够与静触点分离。

而作为一种开关部件，在动触点靠近静触点闭合或者动触点与静触点分离断开时，动触点和静触点相隔距离较小，容易发生空气击穿现象，引起打火，长期的使用，火花会导致动触点或静触点上的金属(银、铜)膜片出现损伤，影响后续继电器的使用质量。

而当触点开关接入交流电时，当外部交流电位于零点位置时，动触点与静触点闭合或者断开，则不会发生打火，现今，厂家可以通过检测修正电路，对外部交流电的零点位置进行检测，然后控制继电器闭合或者断开，但是由于控制过程以及不同规格的继电器的响应过程具有滞后性，控制模块仍然无法准确地把控动触点与静触点闭合或者断开的时机。

针对无法准确地把控动触点与静触点闭合或者断开的时机的问题，厂家进一步地改进，对外部交流电的过零时刻进行检测，并且在外部交流电准备达到过零位置时，提前闭合或者断开继电器，然后继续根据检测修正电路反映的情况推算出继电器的响应时间，从而修正出准确的控制动触点与静触点闭合或者断开的时机，但是，以上方式仍存在问题，例如，实际应用中供电电源为控制器供电，受到供电电源的影响(例如系统供电电源中含有开关电源电路、阻容降压电路)，会使得开关打开或闭合在一部份时间点上没办法正确读取，又由于负载可能为容性负载、感性负载等情况，由于继电器闭合，外部交流电接入容性负载，会引起接入负载后的波形出现偏移，同理，由于继电器开断，感性负载续流，会引起断开后的波形出现偏移，因此，以往的修正方式的检测修正电路需要分为两路检测，整体电路结构复杂，成本相对较高，并且仍然会出现修正不准确的情况。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种继电器过零开关修正方法，通过多次调整，得到准确的继电器的过零开关控制时间。

本发明还提出一种检测修正电路，采用一路检测模块分别与继电器的触点开关的一端以及外部交流电的一相连接，获取继电器动作前后的交流电波形，并通过多次调整，得到准确的继电器的过零开关控制时间，电路简单，成本较低。

本发明还提出一种控制器，能够根据获取的关于过零的检测信息，控制继电器运行，调整修正参数，得出准确的继电器的过零开关控制时间。

根据本发明的第一方面实施例的一种继电器过零开关修正方法，包括：第一过零检测步骤，检测控制继电器动作前的第一过零信息；预设时间控制步骤，根据第一过零信息预设初始控制时间，并且按照初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作；第二过零检测步骤，检测控制继电器动作后的第二过零信息，判断第二过零信息是否满足要求，根据对第二过零信息的判断结果选择是否进入调整预设时间步骤；调整预设时间步骤，控制继电器复位至动作前的状态，调整初始控制时间，并且按照调整后的初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作，返回第二过零检测步骤；过零修正步骤，当第二过零信息满足要求，根据满足要求的第二过零信息修正与满足要求的第二过零信息匹配的初始控制时间，以得出继电器的过零开关控制时间。

根据本发明实施例的一种继电器过零开关修正方法，至少具有如下有益效果：

本发明继电器过零修正方法，先获取继电器动作前的第一过零信息，根据第一过零信息大致预设初始控制时间，根据初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作，当继电器闭合或者断开动作时刻过于接近零点位置，在检测的第二过零信息中可能存在无法获取零点的情况，此时无法判断继电器闭合或者断开动作的时刻在零点前或者后，无法对初始控制时间修正出继电器的过零开关控制时间，因此，根据第二过零信息进行判断，若无法满足要求，则调整初始控制时间，将继电器复位至动作前的状态，再按照调整后的初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作，经过多次反复试验，当某一次中，当继电器闭合或者断开动作时刻与零点位置有足够宽度，第二过零信息能够满足要求，将调整后的初始控制时间与满足要求的第二过零信息修正即可得出继电器的过零开关控制时间，本设计能够对不同规格的继电器进行检测，通过多次调整，得到准确的对应该继电器的过零开关控制时间，从而为后续的控制方案提供参考，在实际应用中，可以控制继电器的触点开关在零点位置闭合或者断开，从而减少打火现象的出现，提高继电器的耐久度。

根据本发明的一些实施例，在所述第一过零检测步骤与所述预设时间控制步骤之间还包括获取负载数据步骤，获取负载情况信息，在预设时间控制步骤中，根据负载情况信息和第一过零信息预设初始控制时间。

根据本发明的一些实施例，在所述第一过零检测步骤与所述预设时间控制步骤之间还包括获取供电电源数据步骤，获取供电电源情况信息，在预设时间控制步骤中，根据供电电源情况信息和第一过零信息预设初始控制时间。

根据本发明的一些实施例，在预设时间控制步骤中，根据第一过零信息中的过零位置预设提前动作时间值以形成所述初始控制时间。

根据本发明的一些实施例，在多次的调整预设时间步骤中，以固定间隔值持续提前或延后所述初始控制时间。

根据本发明第二方面实施例的一种检测修正电路，包括：检测模块，包括检测端以及输出端，所述检测模块的检测端能够分别与继电器的触点开关的一端以及外部交流电的一相连接；控制模块，分别与所述检测模块的输出端以及继电器连接，所述控制模块能够运行上述任一实施例公开的一种继电器过零开关修正方法以得出继电器的过零开关控制时间。

根据本发明实施例的一种检测修正电路，至少具有如下有益效果：

本发明检测修正电路，检测模块的检测端能够分别与继电器的触点开关的一端以及外部交流电的一相连接，在继电器触点开关断开时，外部交流电的一相能够流经检测模块，从而控制模块可以得知断开时外部交流电的过零情况，而继电器触点开关闭合时，控制模块也可以通过检测模块得知带载后的过零情况，而在继电器闭合或者断开的瞬间，由于负载的不同(可能是容性或者感性)，或者由于供电电源的不同，当继电器闭合或者断开动作时刻过于接近零点位置，在检测第二过零信息中可能存在无法获取零点的情况，但是，本设计通过后续的根据第二过零信息进行判断，选择是否需要调整初始控制时间，将继电器复位至动作前的状态，再按照调整后的初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作，并且经过多次反复试验，能够在某一次中，继电器闭合或者断开动作时刻与零点位置有足够宽度，第二过零信息能够满足要求，将调整后的初始控制时间与满足要求的第二过零信息修正即可得出继电器的过零开关控制时间，本设计能够对不同规格的继电器进行检测，通过多次调整，得到准确的对应该继电器的过零开关控制时间，从而为后续的控制方案提供参考，在实际应用中，可以控制继电器的触点开关在零点位置闭合或者断开，从而减少打火现象的出现，提高继电器的耐久度。

根据本发明的一些实施例，所述检测模块包括电压检测模块，所述电压检测模块能够检测电压的第一过零信息和第二过零信息。

根据本发明的一些实施例，所述检测模块包括电流检测模块，所述电流检测模块能够检测电流的第二过零信息。

根据本发明的一些实施例，还包括输入模块，所述输入模块与所述控制模块连接以能够设置负载情况信息和/或供电电源情况信息。

根据本发明的第三方面实施例的一种控制器，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述任一实施例公开的一种继电器过零开关修正方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明过零修正方法的其中一种实施例的流程图；

图2为本发明检测修正电路第一实施例的电路图；

图3为本发明检测修正电路第二种实施例的电路图；

图4为本发明检测修正电路第三种实施例的电路图；

图5为本发明检测修正电路第四种实施例的电路图；

图6为本发明检测修正电路第五种实施例的电路图；

图7为本发明检测修正电路第六种实施例的电路图。

附图标记：

检测模块100、电压检测模块110、电流检测模块120、控制模块200、输入模块300、负载400、供电电源驱动模块500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-7所示，根据本发明实施例的一种继电器过零开关修正方法，包括：第一过零检测步骤，检测控制继电器动作前的第一过零信息；预设时间控制步骤，根据第一过零信息预设初始控制时间，并且按照初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作；第二过零检测步骤，检测控制继电器动作后的第二过零信息，判断第二过零信息是否满足要求，根据对第二过零信息的判断结果选择是否进入调整预设时间步骤；调整预设时间步骤，控制继电器复位至动作前的状态，调整初始控制时间，并且按照调整后的初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作，返回第二过零检测步骤；过零修正步骤，当第二过零信息满足要求，根据满足要求的第二过零信息修正与满足要求的第二过零信息匹配的初始控制时间，以得出继电器的过零开关控制时间。

此处需要说明的是，本方法可以应用于一路检测或者二路检测，其中一路检测为，如图2、图3所示，在某一实施例中，待检测的继电器的触点开关的静触头与交流电的l相连接，继电器的触点开关的动触头与交流电的n相连接，检测模块100的检测端能够分别与继电器的触点开关的一端以及外部交流电的一相连接，而二路检测在一路检测基础上，还可以增加分别与交流电l相和n相的检测线路。

本发明继电器过零修正方法，先获取继电器动作前的第一过零信息，根据第一过零信息大致预设初始控制时间，根据初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作，当继电器闭合或者断开动作时刻过于接近零点位置，在检测的第二过零信息中可能存在无法获取零点的情况，此时容易出现无法判断继电器闭合或者断开动作的时刻在零点前或者后的情况，无法对初始控制时间修正出继电器的过零开关控制时间，因此，根据第二过零信息进行判断，若无法满足要求，一般对第二过零信息的判断为是否能够检测到零点，或者是否在预设的时间范围内检测到零点，此预设的时间范围一般可以为2ms-4ms(也可以是其他时间范围，根据实际情况而定)，则调整初始控制时间，将继电器复位至动作前的状态，再按照调整后的初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作，经过多次反复试验，当某一次中，当继电器闭合或者断开动作时刻与零点位置有足够宽度，第二过零信息能够满足要求，将调整后的初始控制时间与满足要求的第二过零信息修正即可得出继电器的过零开关控制时间，本设计能够对不同规格的继电器进行检测，通过多次调整，得到准确的对应该继电器的过零开关控制时间，而对于多路检测时，多次调整检测也可以提高设定过零开关控制时间的准确性，从而为后续的控制方案提供参考，在实际应用中，可以控制继电器的触点开关在零点位置闭合或者断开，从而减少打火现象的出现，提高继电器的耐久度。

在本发明的一些实施例中，在第一过零检测步骤与预设时间控制步骤之间还包括获取负载数据步骤，获取负载情况信息，在预设时间控制步骤中，根据负载情况信息和第一过零信息预设初始控制时间。

由于，交流电通过继电器的触点开关接入后部的负载，负载可以是阻性，也可以是容性或者感性，而对于容性和感性负载，外部交流电在空载的波形和带载时波形会出现相位差，因此，可以预先设置关于容性负载或感性负载的参数，用户在得知接入的负载情况时，可以选择负载的参数，从而在获取负载数据步骤中，获取负载情况信息，根据负载情况，再设定初始控制时间，使得初始控制时间本身具有一定的准确性，减少需要进行后续调整预设时间步骤的次数。

同样地，由于检测信号输入到控制模块200中，供电电源为控制模块200进行供电，在继电器闭合或者断开的一定时间内，控制模块200会存在检测偏差，也可能会导致无法在第二过零信息中获取零点的情况，因此，在本发明的一些实施例中，在所述第一过零检测步骤与所述预设时间控制步骤之间还包括获取供电电源数据步骤，获取供电电源情况信息，在预设时间控制步骤中，根据供电电源情况信息和第一过零信息预设初始控制时间，可以预先设置关于供电电源的参数(供电电源中带有容性元件或者感性元件均会使得参数发生变化)，用户在得知接入的供电电源情况时，可以选择供电电源的参数，从而在获取供电电源数据步骤中，获取供电电源情况信息，根据供电电源情况，再设定初始控制时间，使得初始控制时间本身具有一定的准确性，减少需要进行后续调整预设时间步骤的次数。

一般来讲，预设时间控制步骤中，根据第一过零信息中的过零位置预设提前动作时间值以形成初始控制时间，由于输出控制继电器动作的信号，信号传递过程和继电器响应过程均有一定的延时，所以一般预设提前动作时间值。

在本发明的一些实施例中，在多次的调整预设时间步骤中，以固定间隔值持续提前或延后初始控制时间，一般情况下，以国内的交流电频率50hz为例，一个周期为20ms，在以固定间隔值提前或延后初始控制时间中，固定间隔值可以设定为0.5ms、1ms、2ms等，以固定间隔值来进行调整，并且在周期内，可以制定调整次数的限制，一般在限制的次数内能够在第二过零信息中找到零点位置，从而得知继电器响应动作所滞后的时间值。

具体地，对于一路检测的情况，得出继电器吸合的过零开关控制时间流程如下：

初始状态，继电器的触点开关是断开的，检测控制继电器动作前交流电其中一相的第一过零信息，得知其波形；第一过零信息预设初始控制时间，并且按照初始控制时间控制继电器闭合动作；检测控制继电器闭合后的第二过零信息，若初始控制时间设定合适，则第二过零信息可能一次就满足要求，例如，在2ms后检测到零点，则直接在周期内将初始控制时间增加2ms后即为继电器的过零开关控制时间，而当第二过零信息不满足要求，需要控制继电器复位至动作前的状态(即断开状态)，调整初始控制时间，并且按照调整后的初始控制时间控制继电器闭合动作，再次检测第二过零信息，若第二过零信息仍然不符合要求，则再次循环进行第二过零检测步骤和调整初始时间步骤，直至第二过零信息满足要求为止，根据满足要求的第二过零信息修正与满足要求的第二过零信息匹配的初始控制时间，以得出继电器的过零开关控制时间。

而得出继电器断开的过零开关控制时间流程如下：

初始状态，继电器的触点开关是闭合的，检测控制继电器动作前交流电带载的第一过零信息，得知其波形；第一过零信息预设初始控制时间，并且按照初始控制时间控制继电器断开动作；检测控制继电器闭合后的第二过零信息(交流电其中一相中检测)，若初始控制时间设定合适，则第二过零信息可能一次就满足要求，例如，在2ms后检测到零点，则直接在周期内将初始控制时间增加2ms后即为继电器的过零开关控制时间，而当第二过零信息不满足要求，需要控制继电器复位至动作前的状态(即闭合状态)，调整初始控制时间，并且按照调整后的初始控制时间控制继电器断开动作，再次检测第二过零信息，若第二过零信息仍然不符合要求，则再次循环进行第二过零检测步骤和调整初始时间步骤，直至第二过零信息满足要求为止，根据满足要求的第二过零信息修正与满足要求的第二过零信息匹配的初始控制时间，以得出继电器的过零开关控制时间。

根据本发明第二方面实施例的一种检测修正电路，如图2、3、4、5、6、7所示，检测修正电路包括检测模块100以及控制模块200，检测模块100包括检测端以及输出端，检测模块100的检测端能够分别与继电器的触点开关的一端以及外部交流电的一相连接；控制模块200分别与检测模块100的输出端以及继电器连接，控制模块200能够运行上述任一实施例公开的一种继电器过零开关修正方法以得出继电器的过零开关控制时间。

其中，控制模块200可以由单片机、cpu或者其他具备处理功能的芯片构成，控制模块200运行继电器过零修正方法得出继电器的过零开关控制时间后，控制模块200之后可以依据过零开关控制时间对该继电器进行控制，也可以输出过零开关控制时间至外界，作为其他控制器控制该继电器以及后续连接的负载电路的参考。

作为基础电路，如图2-7所示，外部交流电的l相与继电器的触点开关的静触点连接，继电器的触点开关的动触点与负载400的一端连接，负载400的另一端与外部交流电的n相连接，同时，外部交流电还通过供电电源驱动模块500来为控制模块200供电，其中供电电源驱动模块500可以由整流桥构成，也可以由整流桥搭配阻容降压电路、开关电源电路构成。

本发明检测修正电路，检测模块100的检测端能够分别与继电器的触点开关的一端以及外部交流电的一相连接，在继电器触点开关断开时，外部交流电的一相能够流经检测模块100，从而控制模块200可以得知断开时外部交流电的过零情况，而继电器触点开关闭合时，控制模块200也可以通过检测模块100得知带载后的过零情况，而在继电器闭合或者断开的瞬间，由于负载的不同(可能是容性或者感性)，或者供电电源驱动模块500的不同，当继电器闭合或者断开动作时刻过于接近零点位置，在检测第二过零信息中可能存在无法获取零点的情况，但是，通过后续的根据第二过零信息进行判断，选择是否需要调整初始控制时间，将继电器复位至动作前的状态，再按照调整后的初始控制时间控制继电器闭合或者断开动作，并且经过多次反复试验，能够在某一次中，继电器闭合或者断开动作时刻与零点位置有足够宽度，第二过零信息能够满足要求，将调整后的初始控制时间与满足要求的第二过零信息修正即可得出继电器的过零开关控制时间，本设计能够对不同规格的继电器进行检测，通过多次调整，得到准确的对应该继电器的过零开关控制时间，从而为后续的控制方案提供参考，在实际应用中，可以控制继电器的触点开关在零点位置闭合或者断开，从而减少打火现象的出现，提高继电器的耐久度。

在本发明的一些实施例中，如图2-7所示，检测模块100为电压检测模块110，电压检测模块110能够检测电压的第一过零信息和第二过零信息。

如图2、4、6所示，其中以图2为例，电压检测模块110包括电阻r4、电阻r5以及三极管q2，电阻r4的一端分别与继电器的触点开关的一端以及外部交流电的一相连接，电阻r4的另一端与电阻r5的一端连接，电阻r5的另一端与三极管q2的基极连接，三极管q2的集电极与控制模块200连接，三极管的q2的发射极接地。

或者，如图3、5、7所示，其中以图3为例，电压检测模块110包括电阻r12、电阻r13以及电阻r14构成分压电路，电阻r12的一端分别与继电器的触点开关的一端以及外部交流电的一相连接，电阻r12的另一端与电阻r13的一端连接，电阻r13的另一端分别与控制模块200、电阻r14的一端连接，电阻r14的另一端接地。

而对于负载400是感性负载的情况，当对继电器的断开过零时间进行修正时，继电器从闭合状态变为断开状态，感性负载续流，此时若仍然采用电压过零检测，得出的结果并不准确，仍然会导致打火现象的发生，因此，检测模块100还包括电流检测模块120，所述电流检测模块120能够检测电流的第二过零信息，从而在电流波形中获取第二过零信息，以判断零点位置，能够有效修正过零开关控制时间。

如图4、5所示，其中以图4为例，电流检测模块120可以包括电阻r19、电阻r20以及光电耦合器oc1，电阻r20的一端分别与继电器的动触点、电阻r19的一端连接，电阻r20的另一端分别与光电耦合器oc1的发光器的阴极连接，电阻r19的另一端与光电耦合器oc1的发光器的阳极连接，光电耦合器oc1的受光器的发射端接地，光电耦合器oc1的受光器的集电端与控制模块连接。

如图6、7所示，其中以图6为例，电流检测模块120可以包括变压器t1、二极管d15、电阻r37以及稳压管d14，变压器的第一线圈的一端与继电器的动触点连接，变压器的第一线圈的另一端与负载连接，变压器的第二线圈的一端与二极管d15的正极连接，二极管d5的另一端分别与稳压管d14的负极、控制模块连接，变压器的第二线圈的另一端与电阻r37的一端连接，电阻r37的另一端与稳压管d14的阳极均接地。

根据本发明的一些实施例，还包括输入模块300，输入模块300与控制模块200连接以能够输入或者选择负载情况信息。

其中，输入模块300可以为数字键盘，可以输入负载情况信息，如图2、图3所示，输入模块300还可以是自锁按键，控制模块200内储存容性负载的情况信息、感性负载的情况信息、容性供电电源信息和/或感性供电电源信息，通过按键来选择不同的负载情况信息或者供电电源情况信息，另外还可以通过指示灯来显示选择状态。

根据本发明的第三方面实施例的一种控制器，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当至少一个程序被至少一个处理器执行，使得至少一个处理器实现上述任一实施例公开的一种继电器过零开关修正方法。

本设计控制器能够对不同规格的继电器进行检测，通过多次调整，得到准确的对应该继电器的过零开关控制时间，可以控制继电器的触点开关在零点位置闭合或者断开，从而减少打火现象的出现，提高继电器的耐久度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。