一种支持多路开关的电压过零投切控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于开关控制技术领域，具体地说，是涉及一种用于控制投切开关在交流电压过零点时准确投切的控制装置。
【背景技术】
[0002]目前在许多使用交流电源供电的电力系统中，其系统电路设计经常会用到大量的电容或电感元件，这类电子元件在系统投入供电的瞬间，若输入的交流电压较大，则会受到较大的电流冲击。为了使电容和电感元件在系统电路投入供电时冲击电流减小，需要对系统电路投入供电的时刻进行准确的控制，使其在交流电压过零点时接通交流供电，以降低供电电源对系统电路的冲击。
[0003]为了控制系统电路在交流电压过零点时接通外部的交流供电，需要在系统电路的交流电源输入侧设置投切开关，并增加电压过零检测电路对外部交流供电的电压过零时刻进行准确地检测，进而控制投切开关在电压过零点附近动作，接通系统电路的供电回路，使系统电路安全上电，启动运行。
[0004]现有用于控制投切开关过零投切的电路设计，只能对单一的投切开关进行投切控制，因此只能控制一路负载在交流供电的电压过零点时上电启动。这对于多负载系统来说，就需要针对每一路负载专门配置一路电压过零投切装置，以用于对该路负载的电压过零投切控制，由此便导致系统设计的复杂性增大，硬件成本升高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种支持多路开关的电压过零投切控制装置，仅需设置一路电压过零检测电路，即可对多路投切开关实现独立的电压过零投切控制，进而实现了利用一路电压过零投切控制装置控制多路负载在不同的电压过零时刻独立上电的控制功能。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现:
一种支持多路开关的电压过零投切控制装置，设置有:
电压过零检测电路，其交流输入侧连接交流电源，在检测到交流电压过零时，生成脉冲信号输出；
N路投切开关和N路电控开关，一路投切开关串联一路电控开关，形成N条串联支路；将N条串联支路分别并联在电压过零检测电路的交流输入侧，且将所述交流输入侧连接投切开关的一端连接交流电源的火线，N条串联支路的中间节点分别与N路负载一一对应连接，所述N为大于I的正整数；
控制器，根据用户操作控制第i条串联支路中的电控开关闭合，然后等待接收电压过零检测电路输出的脉冲信号，并在接收到所述脉冲信号后，输出投切指令，控制第i条串联支路中的投切开关闭合，使连接第i条串联支路的负载上电；所述第i条串联支路将电压过零检测电路的交流输入侧短接，使电压过零检测电路与所述的交流电源隔离。
[0007]为了方便用户对其他负载继续进行电压过零投切控制，所述控制器在控制第i条串联支路中的投切开关闭合后，输出控制指令，控制第i条串联支路中的电控开关断开。
[0008]优选的，所述控制器连接人机接口，通过人机接口接收用户的操作指令，根据用户选定启动的负载，生成控制信号，控制与该负载相连接的电控开关闭合。
[0009]进一步的，在所述电压过零检测电路中设置有储能电路，所述储能电路在接入的交流电压非过零期间，利用接入的交流电源充电蓄能；在交流电压过零期间释放电能，通过电压过零检测电路输出脉宽为Tl的脉冲信号；在电压过零检测电路的交流输入侧无交流电源接入时，储能电路输出电能，控制电压过零检测电路输出脉宽为T2的脉冲信号，所述Τ2ΧΓ1。
[0010]优选的，所述交流电压过零期间优选为交流电源的电压幅值在-1OV至+1V的期间。
[0011]又进一步的，在所述电压过零检测电路中设置有整流电路，利用整流电路对接入到电压过零检测电路的交流电源进行整流变换，并输出直流电能为所述的储能电路充电蓄倉泛。
[0012]再进一步的，所述整流电路的交流输入侧，一端通过限流电阻连接交流电源的火线，另一端与N条串联支路中连接电控开关的一侧对应连接，通过闭合的电控开关接通与所述闭合的电控开关相连接的负载，并通过所述负载接通交流电源的零线；通过整流电路整流输出的直流电源经由限幅电路限幅后，一路通过第一电阻传输至第一 NPN型三极管的基极，另一路通过一防反偏二极管，分别经由第二电阻传输至第二 NPN型三极管的基极，经由第三电阻传输至光耦中发光二极管的阳极，并传输至所述的储能电路；所述第一 NPN型三极管的发射极接地，集电极连接第二 NPN型三极管的基极；第二 NPN型三极管的发射极接地，集电极连接光耦中发光二级管的阴极，光耦中的受光三极管连接控制器，输出所述的脉冲信号。
[0013]优选的，在所述储能电路中设置有一储能电容，所述储能电容的正极连接所述防反偏二极管的阴极，储能电容的负极接地。
[0014]为了对投切开关是否准确地执行了投切动作进行验证，所述控制器对电压过零检测电路输出的脉冲信号进行检测，若所述脉冲信号仅有一个，且脉宽T=T2，则判定投切开关在交流电压过零期间内闭合；若所述脉冲信号有两个，且第一脉冲信号的脉宽为Tl，第二个脉冲信号的脉宽为Τ2时，则判定投切开关闭合，但未在交流电压过零期间内闭合；若接收到的脉冲信号多于两个，且每个脉冲信号的脉宽均为Tl，并且出现的周期与所述交流电源的周期一致，则判定投切开关未闭合。
[0015]为了对投切开关的闭合时间点进行自动修正，所述控制器在判定投切开关闭合，但未在交流电源的电压过零期间内闭合时，减小参数t的值，控制投切开关提早闭合；所述参数t为控制器从接收到脉冲信号到输出所述投切指令的延时时间。
[0016]与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是:本发明的电压过零投切控制装置结构简单，性能稳定，接通涌流小，可靠性高，可以对多路投切开关在电压过零时刻实现投切控制，由此一来，只需使用一路电压过零投切控制装置，即可控制多路负载在不同的电压过零时刻独立上电启动，大大简化了系统设计，降低了硬件成本。此外，本发明的电压过零投切控制装置还可以对投切开关是否准确地执行了投切动作进行有效的验证，在很大程度上提高了电力系统在交流电压过零时刻接通供电的准确性，减少了供电电源在接通时对系统电路造成的大电流冲击，实现了对系统电路的有效保护，适合应用在所有要求供电电压过零时刻切入的电力系统中。
[0017]结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
【附图说明】
[0018]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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本发明所提出的电压过零投切控制装置的一种实施例的电路原理图；
图2是判定投切开关在电压过零期间内闭合时所对应的脉冲波形图；
图3是判定投切开关闭合，但未在电压过零期间内闭合时所对应的脉冲波形图；
图4是判定投切开关未闭合时所对应的脉冲波形图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细地说明。
[0021]本实施例的电压过零投切控制装置，为了实现对多路投切开关投切控制的支持，在系统电路的设计中主要设置有电压过零检测电路、控制器、N路投切开关K1、K2和N路电控开关S1、S2等，参见图1所示，所述N为大于I的正整数。其中，电压过零检测电路连接用于为不同负载Loadl、Load2提供交流供电的交流电源，对所述交流电源的电压过零时刻进行检测，并生成脉冲信号输出至控制器，以用于生成投切指令，实现对投切开关Kl或K2的投切控制。所述脉冲信号的脉宽Tl与交流电源的电压过零期间的时长相对应，即，所述脉冲信号的脉宽Tl即代表所述交流电源在其电压处于过零期间的时长。在本实施例中，所述电压过零期间优选定义为交流电压从-1OV至+1V的这段期间。将N路投切开关K1、K2和N路电控开关S1、S2 对应串联后，形成N条串联支路。将所述N条串联支路分别并联在电压过零检测电路的交流输入侧的两端，并将每一条串联支路中连接投切开关Kl或K2的一侧接通交流电源的火线L,每一条串联支路的中间节点对应连接一路独立的负载Loadl、Load2,以实现对N路负载