接继电器开关RELl，继电器开关RELl连接稳压电路，稳压电路与单片机U2相连接。Z1、EC2为继电器打开时提供稳定15V电压；Z3和Q5等为继电器打开后提供1V维持电压；Z2、EC3为模块电路及LED指示灯等提供稳压3.9V电压；EC3为低压3.9V滤波电容，EC2为继电器线圈电压滤波电容减小继电器打开时电压的纹波。
[0019]延时检测电路由整流二极管D2、电阻R7、R22、R23、电容C6、NPN三极管Q8连接组成，所述延时检测电路还通过单片机U2连接一存储芯片U3，用于存储继电器开关延时时序参数，存储芯片U3同时还连接单片机U2。
[0020]过零检测电路由整流二极管D3、电阻(R18、R20、R21)、电容C5、NPN三极管Q7连接组成，C5为过零信号滤波电容滤除交流电压中的杂波信号减少外来脉冲对过零检测电路的干扰。过零检测电路检测输入AC交流正弦波上半周信号转变成低压电压脉冲信号，过零检测电路同时连接单片机U2，反馈过零信号，实现控制继电器开关RELl过零触发。
[0021]由于继电器生产工艺及结构部件及线圈导磁铁芯的差异，当给继电器线圈施加15V工作电压到触点打开会有一段延时，这段延时时间个体之间的差异经测试在2?5mS范围内(使用100只型号GQ-SH-112L型号测试)；当继电器在打开状态下撤消线圈电压由于磁场的迟滞效应触点并不会马上断开，而是存在一段时间的延时，这段延时个体之间的差异在1.2?2mS范围内(使用100只型号GQ-SH-112L型号测试)；因为50Hz正弦波的1/4周期只有5mS，5mS正弦电压从OV上升到310V，ImS的电压上升斜率达到62V，可见要实现过零打开及过零关闭需要把这个时间误差控制在0.2mS内；因为同一个继电器打开及关闭延时在线圈电压相同的情况下变化及小，经10万次机械老化测试误差小于0.02mS，经温试-20?85摄氏度测试误差小于0.05mS，经上面测试同一个继电器打开及关闭延时时间是固定的误差极小，因为继电器个体之间差异大但本体差异小所以通过延时检测，只需要生产时校准一次并将校准后参数存储起来即可。
[0022]参照附图4、图5，过零校准原理，通过过零检测信号Z_DET取正弦波的正半波中间给驱动信号让继电器打开，再通过反馈信号LO_FB电压的下降沿判断时间计TO即为继电器的打开延时；关闭延时判断是一样的取正弦波的正半波中间撤消驱动信号让继电器关闭，再通过反馈信号LO_FB电压的上升沿判断时间计Tl即为继电器的关闭延时。继电器打开关闭时序:首先通过过零信号Z_DET检测一个完整的高电平脉冲计时间T2(50Hz时约为1mS而60Hz时为8.4mS单片机会自动适应)，当要打开继电器时单片机在过零脉冲的上升沿开始计时当这个时间等于T2-T0 (设T2为10mS，TO通过校准后为3mS则在过零脉冲的上升沿开始的的7mS处打开)时打开则输出正好落在过零点；关闭时为T2-T1则关闭负载正好在过零点切断电源；如果使用不同品牌的继电器可能会存在TO大于T2的情况，这时单片机会自动提前一个周期，即从前一个下降沿开始计时用2χΤ2-Τ0。
[0023]继电器加速打开时序:单片机的12脚输出低电平Ql截止Q2截止，Zl及EC2两端开始建立15V直流电压[50-100mS内(视输入交流电压的高低而变化)Zl及EC2两端电压上升到稳定的15V] ；150mS后单片机的6脚输出高电平(6脚输出遵守过零触发打开时序)Q3导通Q2导通继电器线圈以高于工作电压加速打开(继电器标称工作电压为12V);继电器打开维持150mS后单片机U2的第5脚输出高电平，Q6导通Q5导通继电器线圈电压降到1V以维持继电器打开，低的维持电压有利于减少继电器发热，提高继电器寿命。
[0024]继电器关闭过程:单片机的6脚输出低电平出脚输出遵守过零触发关闭时序)Q3、Q2截止继电器线圈失去电压继电器关闭，单片机第12脚输出高电平Ql、Q2导通，ZUEC2两端失去电压，降低整机待机功耗。
[0025]本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。而对于属于本实用新型的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种继电器过零触发开关电路，包括电路ACIN_L& ACIN_N端输入AC220V电压，继电器RELl控制ACOUT_L及ACOUT_N输出AC电压驱动灯或其它AC负载，其特征在于，还包括降压电路、稳压电路、继电器加速驱动电路、继电器延时校准检测电路和过零检测电路，其中，降压电路外接AC，降压电路连接稳压电路，稳压电路连接一单片机U2，单片机U2连接控制开关SWl和LEDl，单片机U2同时还连接继电器延时校准检测电路和过零检测电路，从而控制继电器开关RELl过零触发及电路输出。
2.根据权利要求1所述的一种继电器过零触发开关电路，其特征在于:所述降压电路包括串联电阻(R3、R5、R10、R11)、并联电阻(R4、R13)、串联电阻(R3、R5、R10、Rll)连接电容C4，为电路断电后电容C4残留电压提供放电回路，电阻R4和R13 —端连接桥式整流器Dl的2脚，同时桥式整流器Dl的I脚连接电容C2和共模环形电感TRANl，电容C2和共模环形电感TRANl组成共模抑制电路，共模环形电感TRANl的4脚连接继电器开关RELl的I脚，减小继电器开关负载时脉冲噪声对单片机U2控制电路的影响。
3.根据权利要求1所述的一种继电器过零触发开关电路，其特征在于:所述稳压电路由稳压管(21、22、23)、滤波电容化02303)、电阻(1?1、1?2、1?6、1?8、1?12、1?14、1?15、1?17、1?19)、NPN三极管(Q2、Q3、Q6)、PNP三极管(Q1、Q4、Q5)和稳压芯片Ul连接组成，所述降压电路连接继电器开关RELl，继电器开关RELl连接稳压电路，稳压电路与单片机U2相连接。
4.根据权利要求1所述的一种继电器过零触发开关电路，其特征在于:所述延时检测电路由整流二极管D2、电阻R7、R22、R23、电容C6、NPN三极管Q8连接组成，所述延时检测电路还通过单片机U2连接一存储芯片U3，用于存储继电器开关延时时序参数，存储芯片U3同时还连接单片机U2。
5.根据权利要求1所述的一种继电器过零触发开关电路，其特征在于:所述过零检测电路由整流二极管D3、电阻(R18、R20、R21)、电容C5、NPN三极管Q7连接组成，过零检测电路检测输入AC交流正弦波上半周信号转变成低压电压脉冲信号，过零检测电路同时连接单片机U2，反馈过零信号，实现控制继电器开关RELl过零触发。
【专利摘要】本实用新型公开了一种继电器过零触发开关电路，包括电路ACIN_L及ACIN_N端输入AC220V电压，继电器REL1控制ACOUT_L及ACOUT_N输出AC电压驱动灯或其它AC负载，其特征是，还包括降压电路、稳压电路、继电器延时校准检测电路和过零检测电路，其中,降压电路外接AC，降压电路连接稳压电路，稳压电路连接一单片机U2，单片机U2连接控制开关SW1和LED1，单片机U2同时还连接继电器延时校准检测电路和过零检测电路，从而控制继电器开关REL1过零触发及电路输出。主要是通过继电器延时校准检测电路和过零检测电路，将继电器延时校准参数存储于U3中，单片机U2接收过零检测电路检测过零信号，从而控制继电器在交流电正弦波电流脉冲的零点触发打开或关闭电路，从而减少继电器开关内部触点的损耗，实现电路开关使用寿命更长。
【IPC分类】H03K17-687
【公开号】CN204442321
【申请号】CN201520204617
【发明人】黄世勇
【申请人】黄世勇
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月8日