一种定时开关及其控制方法与流程

本发明属于电气设备控制领域，具体涉及一种定时开关及其控制方法。

背景技术：

近年来，随着经济的快速发展，人们越来越注重发展中的节能环保、以人为本。一些仪器、设备在使用的过程中会出现所需开启时间与操作人员作息时间矛盾的问题，导致仪器、设备运行结果不能达到预期效果或浪费资源的现象。以道路实验室内沥青混合料加热拌合为例，道路实验室内大型试验仪器具有耗能高、试验周期长的特点。根据我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011规定，在拌合沥青混合料之前需要把集料和沥青都加热到一定温度和一段时间后方可拌和，这个加热过程一般需要几个小时的时间，例如，想要在次日早上8:00做沥青混合料拌和试验，如果将混合料在前一天下班时放入烘箱，既浪费能源又缩短仪器的使用寿命，更重要的是加快沥青的老化，正好时间点放入烘箱又是在凌晨，需要有人值守，浪费人力。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种定时开关及其控制方法。

本发明的技术方案：

一种定时开关，包括：

交变电流断路器、变压器、稳流保护电路、指示电路、继电器、时间控制电路和被控制端；所述交变电流断路器一端连接交流电源，交变电流断路器另一端分别连接继电器常开触点的一端和变压器高压端正极，继电器常开触点的另一端连接被控制端一端，被控制端另一端连接交流电源；变压器高压端负极连接交流电源，变压器低压端正极通过稳流保护电路分别连接指示电路输入端和继电器输入端，继电器输出端连接时间控制电路输入端，时间控制电路输出端和指示电路输出端分别通过稳流保护电路连接变压器低压端负极。

所述交流电源为市动力电电源。

所述稳流保护电路包括：晶体整流二极管、电容器、稳压二极管和直流断路器；晶体整流二极管输入端与变压器低压端正极相连，晶体整流二极管输出端分别与电容器的正极板和稳压二极管的输入端相连，电容器的负极板与变压器低压端负极相连，稳压二极管的输出端分别与指示电路的输入端和继电器输入端相连，直流断路器的一端分别与指示电路的输出端和时间控制电路的输出端相连，直流断路器的另一端分别与电容器的负极板和变压器低压端负极相连。

所述指示电路包括限流电阻和发光二极管；限流电阻的一端与稳流保护电路相连，限流电阻的另一端与发光二极管输入端相连，发光二极管输出端与稳流保护电路相连。

所述时间控制电路包括：单向晶闸管、耦合电容、耦合电阻、倒计时电子计时器和电磁讯响器；单向晶闸管的输入端与继电器输出端相连，单向晶闸管的输出端与耦合电阻一端、电磁讯响器输出端、倒计时电子计时器输出端负极和稳流保护电路相连，单向晶闸管的控制端分别与耦合电容负极板和耦合电阻另一端相连，耦合电容的正极板与电磁讯响器输入端和倒计时电子计时器的输出端正极相连。

所述定时开关的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：交流电源为定时开关供电；

步骤2：交变电流断路器判断电流是否大于交变电流断路器额定电流，是，切断电路；否则，执行步骤3；

步骤3：变压器对交流电降压，并将降压后的低压电发送给稳流保护电路；

步骤4：稳流保护电路对低压电进行整流和滤波后发送给继电器、指示电路和时间控制电路；

步骤5：指示电路对定时开关工作状态进行显示；

步骤6：时间控制电路倒计时结束后控制继电器导通，继电器常开触点闭合，被控制端得电工作。

有益效果：本发明的一种定时开关及其控制方法与现有技术相比，具有如下优势：

(1)有助于节约能源，方便操作人员使用；

(2)延长用电设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的一种定时开关结构示意图；

图2为本发明一种实施方式的一种定时开关电路原理图，其中，1-稳流保护电路，2-指示电路，3-时间控制电路；

图3为本发明一种实施方式的一种定时开关外壳图，其中，图3(a)为外壳前面板，图3(b)为外壳后面板，其中，4-倒计时电子计时器，5-发光二极管，6-三相四线制插座，7-直流断路器，8-交变电流断路器，9-三相四线制插头；

图4为本发明一种实施方式的一种定时开关及其控制方法流程图；

图5为本发明另一种实施方式的一种定时开关电路原理图；

图6为本发明另一种实施方式的一种定时开关外壳图，其中，图6(a)为外壳前面板，图6(b)为外壳后面板，其中，10-三相五线制插座，11-三相五线制插头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种实施方式作详细说明。

如图1-2所示，本实施方式的一种定时开关，包括：

交变电流断路器QF1、变压器T、稳流保护电路1、指示电路2、继电器K、时间控制电路3、被控制端和外壳；所述交变电流断路器QF1一端连接交流电源，交变电流断路器QF1另一端分别连接继电器常开触点KH的一端和变压器T高压端正极，继电器常开触点KH的另一端连接被控制端一端，被控制端的另一端连接交流电源；变压器T高压端负极连接交流电源，变压器T低压端正极通过稳流保护电路1分别连接指示电路2输入端和继电器K输入端，继电器K输出端连接时间控制电路3输入端，时间控制电路3输出端和指示电路2输出端分别通过稳流保护电路1连接变压器T低压端负极。所述交流电源为市动力电电源。

本实施方式中，T为(200V)380V/12V小型成品电源变压器，被控制端为250V三相四线制交流电插座XS，三相四线制交流电插座XS连接有道路实验室仪器，当继电器K通电，道路实验室仪器通过三相四线制交流电插座XS与交流电源接通；定时开关与交流电源连接采用插头XP；连接三相四线制插座XS和插头XP的电线均选用大电流的铜芯线。

所述稳流保护电路1包括：晶体整流二极管VD2、电容器C2、稳压二极管VD3和直流断路器QF2；晶体整流二极管VD2输入端与变压器T低压端正极相连，晶体整流二极管VD2输出端分别与电容器C2的正极板和稳压二极管VD3的输入端相连，电容器C2的负极板与变压器T低压输出端负极相连，稳压二极管VD3输出端分别与指示电路2的输入端和继电器K输入端相连，直流断路器QF2的输入端分别与指示电路2的输出端和时间控制电路3的输出端相连，直流断路器QF2的输出端分别与电容器C2的负极板和变压器T低压端负极相连。

所述指示电路2包括限流电阻R2和发光二极管VD1；限流电阻R2的一端与稳流保护电路1相连，限流电阻R2的另一端与发光二极管VD1输入端相连，发光二极管VD1输出端与稳流保护电路1相连。

本实施方式中，VD1为φ5mm普通红色发光二极管；VD2为1N4001型硅整流二极管；VD3为2CW4型稳压二极管；R2为RTX-1/4W型碳膜电阻；C2为CD11-25V型电解电容器。

所述时间控制电路3包括：单向晶闸管VS、耦合电容C1、耦合电阻R1、倒计时电子计时器TM和电磁讯响器B；单向晶闸管VS的输入端与继电器K输出端相连，单向晶闸管VS的输出端分别与耦合电阻R1一端、电磁讯响器B输出端、稳流保护电路1输出端和倒计时电子计时器TM输出端负极相连，单向晶闸管VS的控制端分别与耦合电容C1负极板和耦合电阻R1另一端相连，耦合电容C1的正极板分别与电磁讯响器B输入端和倒计时电子计时器TM的输出端正极相连。

本实施方式中，C1为CT1型瓷介电容器，单向晶闸管VS型号为MCR100-1，R1为RTX-1/4W型碳膜电阻器；K为JQX-4F型中功率电磁继电器，工作电压为12V，触点形式为4H，使用时将4组常开触点全部并联起来，以增大带负载能力。

如图3所示，本实施方式中，外壳实际尺寸约为250mm×120mm×70mm，如图3(a)所示，外壳前面板固定倒计时电子计时器4且露出其计时器操作面板，并开孔固定发光二极管5、三相四线制插座6、直流断路器7和交变电流断路器8。如图3(b)所示，外壳后面板固定三相四线制插头9。三相四线制插座6和三相四线制插头9之间要安装三相交变电源绝缘板隔开，防止两者直接击穿定时开关。

如图4所示，本实施方式定时开关的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：交流电源为定时开关供电；

步骤2：交变电流断路器判断电流是否大于交变电流断路器额定电流，是，切断电路；否则，执行步骤3；

步骤3：变压器对交流电降压，并将降压后的低压电发送给稳流保护电路；

步骤4：稳流保护电路对低压电进行整流和滤波后发送给继电器、指示电路和时间控制电路；

步骤4-1：降压后的低压电通过晶体整流二极管和电容器进行整流和滤波后发送给稳压二极管和直流断路器；

步骤4-2：稳压二极管对整流和滤波后的低压电进行稳流，并发送给指示电路、继电器和时间控制电路；

步骤4-3：直流断路器判断电流是否大于直流断路器额定电流，是，切断电路；否则，执行步骤5；

步骤5：指示电路对定时开关工作状态进行显示；

步骤6：时间控制电路倒计时结束后控制继电器导通，继电器常开触点闭合，被控制端得电工作。

步骤6-1：倒计时电子计时器对设定时间倒计时，计时结束后为电磁讯响器供电；

步骤6-2：电磁讯响器通电后控制单向晶闸管控制端导通，继电器通电；

步骤6-3：继电器常开触点闭合，被控制端与交流电源接通。

下面结合附图对本发明的另一实施方式作详细说明。

如图5所示，本实施方式的一种定时开关，包括：

交变电流断路器QF1、变压器T、稳流保护电路1、指示电路2、继电器K、时间控制电路3、被控制端和外壳；所述交变电流断路器QF1一端连接交流电源，交变电流断路器QF1另一端分别连接继电器常开触点KH的一端和变压器T高压端正极，继电器常开触点KH的另一端连接被控制端一端，被控制端的另一端连接交流电源；变压器T高压端负极连接交流电源，变压器T低压端正极通过稳流保护电路1分别连接指示电路2输入端和继电器K输入端，继电器K输出端连接时间控制电路3输入端，时间控制电路3输出端和指示电路2输出端分别通过稳流保护电路1连接变压器T低压端负极。所述交流电源为市动力电电源。

本实施方式中，T为(200V)380V/12V小型成品电源变压器，被控制端为440V三相五线制交流电插座XS，三相五线制交流电插座XS连接有道路实验室仪器，当继电器K通电，道路实验室仪器通过三相五线制交流电插座XS与交流电源接通；定时开关与交流电源连接采用插头XP；连接三相五线制插座XS和插头XP的电线均选用大电流的铜芯线。

所述稳流保护电路1包括：晶体整流二极管VD2、电容器C2、稳压二极管VD3和直流断路器QF2；晶体整流二极管VD2输入端与变压器T低压端正极相连，晶体整流二极管VD2输出端分别与电容器C2的正极板和稳压二极管VD3的输入端相连，电容器C2的负极板与变压器T低压输出端负极相连，稳压二极管VD3输出端分别与指示电路2的输入端和继电器K输入端相连，直流断路器QF2的输入端分别与指示电路2的输出端和时间控制电路3的输出端相连，直流断路器QF2的输出端分别与电容器C2的负极板和变压器T低压端负极相连。

所述指示电路2包括限流电阻R2和发光二极管VD1；限流电阻R2的一端与稳流保护电路1相连，限流电阻R2的另一端与发光二极管VD1输入端相连，发光二极管VD1输出端与稳流保护电路1相连。

本实施方式中，VD1为φ5mm普通红色发光二极管；VD2为1N4001型硅整流二极管；VD3为2CW4型稳压二极管；R2为RTX-1/4W型碳膜电阻；C2为CD11-25V型电解电容器。

所述时间控制电路3包括：单向晶闸管VS、耦合电容C1、耦合电阻R1、倒计时电子计时器TM和电磁讯响器B；单向晶闸管VS的输入端与继电器K输出端相连，单向晶闸管VS的输出端与分别耦合电阻R1一端、电磁讯响器B输出端、稳流保护电路1输出端和倒计时电子计时器TM输出端负极相连，单向晶闸管VS的控制端分别与耦合电容C1负极板和耦合电阻R1另一端相连，耦合电容C1的正极板分别与电磁讯响器B输入端和倒计时电子计时器TM的输出端正极相连。

本实施方式中，C1为CT1型瓷介电容器，单向晶闸管VS型号为MCR100-1，R1为RTX-1/4W型碳膜电阻器；K为JQX-4F型中功率电磁继电器，工作电压为12V，触点形式为4H，使用时将4组常开触点全部并联起来，以增大带负载能力。

如图6所示，本实施方式中，外壳实际尺寸约为250mm×120mm×70mm，如图6(a)所示，外壳前面板固定倒计时电子计时器4且露出其计时器操作面板，并开孔固定发光二极管5、三相四线制插座6、直流断路器7和交变电流断路器8。如图6(b)所示，外壳后面板固定三相五线制插头9。三相五线制插座6和三相五线制插头9之间要安装三相交变电源绝缘板隔开，防止两者直接击穿定时开关。