专利名称：交流开关电火花控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电器控制设备，主要适用于改善交流继电器和交流接触器的性能。
目前，交流继电器和交流接触器触点闭合或断开时，普遍会产生电火花的现象，由此不但使交流继电器和交流接触器本身使用寿命大大缩短，而且使电气开关额定电流的大小受到限制，对电网产生很强的高频干扰波，尤其对计算机及数字控制电路形成冲击，破坏其工作状态等等。
鉴此，本实用新型的目的是提供一种交流开关电火花控制器，能消除或减小单相和三相电路中交流继电器和交流接触器触点电火花的产生。
本实用新型的目的是这样实现的在印刷电路板上设有过零信号发生器U4、延时控制电路U3、三相电信号控制电路U2及上电保护器U1，其中上述过零信号发生器U4是在电源端Ei和负载端Gi两端之间顺序串联限流电阻Ri、互感器Ti的初级线圈，同时并联继电器开关触点Ci两端，互感器Ti的感应线圈两端Ai、Bi分别电连接延时控制电路U3相应的电压比较器I1、I2及I3的正、负极端；延时控制电路U3是由电压比较器I1、I2及I3，多谐振荡器V1、V2、V3，D触发器V4、V5及V6，电阻R4、R5及R6，三极管J1、J2及J3构成；三相信号控制电路U2是由非门V9、二与非门V10、多谐振荡器V7和D触发器V8构成。电火花的形成是由于交流继电器或交流接触器触点随机闭合或断开造成的，也就是说，触点闭合或断开时触点两端电位差变化而造成。因此，我们设法取出触点两端电压过零脉冲和触点流通电流过零脉冲，再延时控制继电器闭合或断开。
由于采用上述方案可以保护继电器、增加继电器的导通电流，消除或减弱对电网的高频干扰，本控制器又可用TTL电平直接控制。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为本实用新型实施例电路原理图。
在图1中所示盒体1是两面开口的长方形塑料壳体制品，盒体的一开口外连接一控制板2，控制板2上设有信号灯和接线端子，在盒体内连接一块印刷电路板3，其上具有过零信号发生器U4、延时控制电路U3、三相电信号控制电路U2及上电保护器U1，在盒体1另一开口处嵌装可开启的盒盖4。
在图2中所示过零信号发生器U4是由继电器开关触点C1、限流电阻Ri和互感器Ti构成(其中i＝1，2，3)。在电源端Ei和负载端Gi两端之间顺序串联限流电阻Ri、互感器Ti的初级线圈，同时并联继电器开关触点Ci两端，互感器Ti的感应线圈两端Ai、Bi分别电连接延时控制电路U3相应的电压比较器I1、I2及I3的正、负极端。
其工作过程如下当继电器开关触点Ci断开时，电源端Ei和负载端Gi之间形成220伏交流电压，通过限流电阻Ri对互感器Ti形成电压激励，在互感器Ti感应线圈两输出端Ai和Bi(i＝1，2，3)感应出与电源端Ei和负载端Gi两端电压同相或反相的交流电压。
当继电器开关触点Ci闭合时，电源端Ei和负载端Gi之间电压为零，但是，Ei和Gi之间通过Ci对Ti形成电流激励，同样在Ai和Bi感应出与Ei、Gi的电流同相或反相的交流电压。
三相延时控制电路U3是对三相中的每一相电路的继电器开关触点Ci延时断开或闭合。由上述互感器Ti的感应线圈两端Ai、Bi(i＝1，2，3)分别连接电压比较器I1、I2和I3的正、负极端，电压比较器I1、I2和I3是将交流电压转换成以零电压为边界的方波脉冲，i＝1，2，3分别表示三相延时控制电路U3的每一相延电控制电路，三相中的每一相电路连接关系和功能都相同，下面只对第一相延时控制电路加以叙述从A1、B1连接电压比较器I1的正、负极端，而输出端连接多谐振荡器V1(74LS123)的A′1端，当方波脉冲信号对A′i端产生激励，使Q1端产生延时上升沿脉冲，延时时间是由电阻R1、电容C1决定，电阻R1连接＋5伏电源，另一端连接多谐振荡器V1的C、R端，同时串连电容C1的一端，电容C1的另一端连接多谐振荡器V1的“C”端。(经常是通过调节电阻R1的大小确定延时时间)。而多谐振荡器V1的Q1端连接D触发器V4(74LS74)的CK端，触发V4的CK端使Q1＝D1，V4的Q1端连接电阻R4到三极管J1的基极，而三极管J1的集电极连接继电器C1线包一端。另一端连接＋12V电源(由上电保护控制)。
若继电器开关触点C1断开时，当D触发器V4的端点D1＝1，则Q1端点通过电阻R4导通三极管J1，使继电器开关触点C1导通，开关触点闭合，由于延时控制，继电器开关触点C1将消除电火花。
当D触发器V4的端点D1＝0，开关触点保持原状。
若继电器开关触点C1闭合时，当D触发器V4的端点D1＝1，则Q1端点电位保持不变，继电器开关触点无动作。
当D触发器V4的端点D1＝0，则Q1端点电位变为零，三极管J1截止，继电器线包电流截止，开关触点C1断开，同样由于延时控制，触点将在电流为零时，方才断开，因而将不产生电火花。
三相电信号控制电路U2的作用是防止继电器开关触点Ci(i＝1，2，3)通断信号过于频繁(允许周期为1秒以上信号变化)和使三相电顺次闭合和断开的控制电路。
交变电压端S(来自变压器的7伏、50Hz输出电压)连接电阻R12一端，电阻R12另一端同时连接稳压二极管Z2和非门V9，在非门V9输出端产生50Hz方波，非门V9输出端一方面连接二与非门V10的b端，另一方面直接连接D触发器V8的CK端。而二与非门V10的输出端连接多谐振荡器V7的A′4端，经V7延时，而由Q端连接D触发器V4的D1和V8的D1端，通过D触发器可为继电器C1、C2、C3提供有次序的控制信号。
控制端K经电阻R10、电容C6连接到二与非门V10的a端。
第一相电控制过程如下S端发出50Hz交流脉冲，控制端K＝1，经电阻R10对电容C6充电，二与非门V10的a端为高电平(即等于1)，此时多谐振荡器V7的A′4端由二与非门V10的b端方波信号反相控制。A′4的上升沿脉冲触发V7，使V7的Q端处于恒定低电平，(因为V7的延时时间定为大于40毫秒)直接控制D触发器V4的D1端和D触发器V8的D1端。
多谐振荡器V1的Q1产生的上升沿脉冲触发D触发器V4使Q1＝0，并使J1电流截止继电器C1断开。
控制端K＝0时，经电阻R10对电容C6放电，使电容C6电压等于零，二与非门V10的a端处于低电平，多谐振荡器V7的A′4一直处于高电平，D触发器V4的D1端也处在高电平。
当多谐振荡器V1的Q1产生一个上升沿脉冲时，D触发器V4的Q1也变成高电平，经电阻R4，使三极管J1导通，继电器触点开关C1闭合。
第二相电控制过程如下当V7的Q＝0时，V8的D1＝0，当V9的输出端产生1个上升沿脉冲时，V8的Q1＝D1，Q1＝0，当V9的输出端再产生1个上升沿脉冲时，Q2＝D2＝Q1＝0，V5的D2＝0，当V2的Q2产生上升沿脉冲时，V5的Q2＝D2＝0，J2截止，继电器开关触点C2断开，C2断开比C1断开延时2个50Hz周期。
第三相电控制过程如下当V8的Q2＝0时，D3＝Q2＝0，当V9的输出端产生1个上升沿脉冲时，V8的Q3＝D3＝0，同时，D4也等于0，当V9的输出端再产生1个上升沿脉冲时，V8的Q4＝0，这时V6的D3＝0，此时，当V3的Q3产生上升沿脉冲时，将触发D触发器V6使V6的Q3＝D3＝0，因此J3截止，继电器开关触点C3断开，C3断开比C2慢2个周期的50Hz时间。
上电保护器U1的作用是当控制器刚刚接通电源时，而控制器电源电压还未达到正常时，控制器处于混乱状态，因此需要对继电器线包C1、C2、C3的电源延时供电，以保证其工作正常。
电源SA(来自电源板＋12V端)连接并联的充电电阻R7和二极管Z5一端，而另一端同时连接电容C4和电压比较器I4的正极端，电压比较I4的输出端经过电阻R8连接到三极管J4的基极，J4的集电极连接到继电器C1、C2和C3的线包电源上。
其工作过程如下
当控制器刚接通电源SA(12伏)通过充电电阻R7对电容C4充电，当电容C4充电电压小于＋5伏时，电压比较器I4输出为高电平，三极管J4关闭，继电器开关C1、C2和C3线包电源电压为零。
当电容C4充电电压增大超过＋5伏后，电压比较器I4输出为低电平，三极管J4导通，继电器线包C1、C2和C3电源电压为＋12伏，继电器开关触点C1、C2和C3将开始正常动作。
二极管Z1的作用是防止电源瞬间掉电、冲击控制器，当偶然电源瞬间断电时，充电电容C4通过二极管Z1迅速放电，一旦电源电压恢复正常，充电电容仍然处于零电压状态，保护控制器正常工作。
权利要求1.一种交流开关电火花控制器，包括盒体1、控制板2、印刷电路板3及盒盖4，其特征是在印刷电路板上设有过零信号发生器U4、延时控制电路U3、三相电信号控制电路U2及上电保护器U1，其中上述过零信号发生器U4是在电源端Ei和负载端Gi两端之间顺序串联限流电阻Ri、互感器Ti的初级线圈，同时并联继电器开关触点Ci两端，互感器Ti的感应线圈两端Ai、Bi分别电连接延时控制电路U3相应的电压比较器I1、I2及I3的正、负极端；延时控制电路U3是由电压比较器I1、I2及I3，多谐振荡器V1、V2、V3，D触发器V4、V5及V6，电阻R4、R5及R6，三极管J1、J2及J3构成；三相信号控制电路U2是由非门V9、二与非门V10、多谐振荡器V7和D触发器V8构成。
2.按权利要求1所述的交流开关电火花控制器，其特征是上述上电保护器U1是由充电电阻R7、电阻R8、二极管Z1、电容C4、电压比较器I4及三极管J4构成。
3.按权利要求1所述的交流开关电火花控制器，其特征是上述延时控制电路U3的电压比较器I1输出端连接多谐振荡器V1的A′1端，而其Q1端连接D触发器V4的CK端，而D触发器V4的Q1端经电阻R4连接三极管J1的基极，三极管J1的集电极连接继电器线包C1。
专利摘要本实用新型涉及一种电器控制设备，主要适用于改善交流继电器和交流接触器的性能。它包括过零信号发生器U4、延时控制电路U3、三相电信号控制电路U2及上电保护器U1，其中过零信号发生器U4是由限流电阻Ri、互感器Ti及继电器开关触点Ci构成；延时控制电路U3是由电压比较器I1、I2及I3，多谐振荡器V1、V2、V3，D触发器V4、V5及V6，电阻R4、R5及R6，三极管J1、J2及J3构成。从而能消除或减小触点电火花的产生，保护继电器、增加继电器导通电流。
文档编号H01H47/00GK2129969SQ92233820
公开日1993年4月14日 申请日期1992年9月24日 优先权日1992年9月24日
发明者崔文德 申请人:崔文德