基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統的製作方法
2023-10-18 05:19:44 1
專利名稱:基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，包括單片機控制系統、雙向可控矽電路和繼電器，該控制系統根據雙向可控矽的工作原理和單片機過零點檢測功能，利用簡單而低成本的電路產生控制脈衝，實現直接使用交流電對繼電器的開合控制，成本低、功耗小、穩定可靠，是一種使用靈活方便的繼電器控制方法。
【專利說明】基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及繼電器控制【技術領域】，具體涉及一種基於雙向可控矽的繼電器零 交控制系統。
【背景技術】
[0002] 隨著電子技術的不斷發展，電子式電能表的功能也是日新月異，體積越來越小，功 能越來越多，這就要求實現電能表每個功能所需功耗越來越低。繼電器控制在電子式電能 表中是最為常見的功能，如何降低繼電器控制電路的體積、減小繼電器控制所需的電源功 耗、降低繼電器控制電路的成本就成為電子式電能表設計的一個重要內容。
[0003] 傳統的繼電器控制電路雖然可以實現繼電器的開合控制，但是電路較複雜，對電 源功耗要求較大，成本也較高，無法同時滿足小體積、低成本和電源功耗小的要求。 實用新型內容
[0004] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基於雙向可控矽的繼電器零交控 制系統，包括單片機控制系統、雙向可控矽電路和繼電器，通過雙向可控矽電路的觸發導通 和單片機控制系統的過零點檢測產生的控制脈衝，實現交流電對繼電器的開合控制。
[0005] 為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案。
[0006] 一種基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，包括繼電器，設置繼電器為常開型 繼電器，此外，該系統還包括單片機控制系統和雙向可控矽電路，單片機控制系統、雙向可 控矽電路與繼電器相連接，通過雙向可控矽電路的觸發導通和單片機控制系統的過零點檢 測產生的控制脈衝，實現交流電對繼電器的開合控制。
[0007] 優選的是，所述單片機控制系統與雙向可控矽電路相連接，所述單片機控制系統 包括單片機、第一電阻、第一電容。
[0008] 在上述任一技術方案中優選的是，所述第一電阻的一端連接於單片機的GPI0端 口，第一電阻的另一端與第一電容串聯並設置下拉電阻；下拉電阻包括第二電阻和第三電 阻，第二電阻一端與第一電阻並聯，第二電阻另一端接地；第三電阻一端與第一電容並聯， 第三電阻另一端接地。
[0009] 在上述任一技術方案中優選的是，所述雙向可控矽電路與繼電器相連接，所述雙 向可控矽電路包括雙向可控矽、第四電阻、電阻器、第二電容。
[0010] 在上述任一技術方案中優選的是，所述雙向可控矽的柵極與第一電容、第一電阻 串聯。
[0011] 在上述任一技術方案中優選的是，所述電阻器與第二電容連接組成RC電路。
[0012] 在上述任一技術方案中優選的是，所述雙向可控矽為BT134W型貼片雙向可控矽。
[0013] 本實用新型的基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，包括單片機控制系統、雙 向可控矽電路和繼電器三部分，根據雙向可控矽的工作原理和單片機過零點檢測功能，利 用簡單而低成本的電路產生控制脈衝，實現直接使用交流電對繼電器的開合控制。本實用 新型的基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，成本低、功耗小、穩定可靠，是一種使用靈 活方便的繼電器控制方法。並且，經過實踐測試，本實用新型的基於雙向可控矽的繼電器零 交控制系統的電路，可簡單有效地實現繼電器的零交控制，抗幹擾能力強，性能穩定。
【附圖說明】
[0014] 圖1為按照本實用新型的基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統的一優選實施 例的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作詳細說明，以下描述僅作為示範和 解釋，並不對本實用新型作任何形式上的限制。
[0016] 如圖1所示，基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統包括單片機控制系統、雙向 可控矽電路和繼電器K1三部分，繼電器K1為常開型繼電器，單片機控制系統、雙向可控矽 電路與繼電器相連接，通過雙向可控矽電路的觸發導通和單片機控制系統的過零點檢測產 生的控制脈衝，實現交流電對繼電器K1的開合控制。
[0017] 單片機控制系統與雙向可控矽電路相連接，單片機控制系統包括單片機U1、第一 電阻R1、第一電容C1，第一電阻R1的一端連接於單片機U1的第七埠 GPI0,第一電阻R1 的另一端與第一電容C1串聯並設置下拉電阻，下拉電阻包括第二電阻R2和第三電阻R3,第 二電阻R2 -端與第一電阻R1並聯，第二電阻R2另一端接地；第三電阻R3 -端與第一電容 C1並聯，第三電阻R3另一端接地。
[0018] 雙向可控矽電路與繼電器相連接，雙向可控矽電路包括雙向可控矽Q1、第四電阻 R4、電阻器R5、第二電容C2,雙向可控娃Q1的柵極與第一電容C1、第一電阻R1串聯，電阻器 R5與第二電容C2連接組成RC電路。
[0019] 在該控制系統中，單片機U1具有八個埠，埠 1接地，埠 2、5、7、8為輸入或輸 出埠 GPI0,埠 3為輸出電壓埠 V0UT，埠 4為電源埠 VDD，埠 6為電源輸入電壓 埠 VIN ;雙向可控矽Q1為BT134W型貼片雙向可控矽；繼電器K1為常開型繼電器；第一電 阻R1為10 Q，第二電阻R2為1K，第三電阻R3為3K，第四電阻R4為39 Q，電阻器R5為 100 Q /3W，第一電容 C1 為 0? 1 _，第二電容 C2 為 0? 01 ,。
[0020] 這種基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，根據雙向可控矽的工作原理和單片 機的過零點檢測功能，利用一個簡單而低成本的電路產生控制脈衝，即可實現直接使用交 流電對繼電器的開合控制。單片機控制系統U1主要實現對交流過零點的檢測，埠 GPI0上 輸出控制電平。雙向可控矽Q1的柵極串聯一個R1電阻，可改變控制脈衝前後沿陡度和防止 震蕩，提高抗幹擾能力。下拉電阻R2、R3,產生柵極的偏置電壓，同時可減少靜電、外來電場 幹擾而導致可控矽誤動作，在雙向可控矽關斷後可以洩放柵極存儲的電荷。雙向可控矽Q1 的柵極還串聯有電容C1，可防止電壓突變有效保護柵極，耦合交流脈衝信號。此外，當雙向 可控矽Q1打開瞬間，繼電器線圈呈現感性負載特性而容易產生瞬間的反電動勢，電阻R5和 電容C2組成RC電路，可以吸收尖峰電壓，可有效保護雙向可控矽不被反向擊穿。當交流電 正向過零點時，單片機U1的第7埠可輸出控制脈衝，使雙向可控矽Q1正嚮導通，繼電器 K1合閘；當交流電再次過零點時，雙向可控娃Q1自動關斷；當交流電反向過零點時,單片機 U1的第7埠可輸出控制脈衝，使雙向可控矽Q1反嚮導通，繼電器斷開；當交流電再次過 零點時，雙向可控矽Q1自動關斷。經測試，該控制系統的電路簡單有效地實現了繼電器的 零交控制，抗幹擾能力強，性能穩定。這種基於雙向可控矽實現繼電器的零交控制系統，電 路結構簡單，使用靈活，其實現原理為：在交流電過零點時單片機輸出控制脈衝，控制雙向 可控矽導通，實現繼電器的打開和關斷控制，交流電再次過零點時雙向可控矽自動關斷。這 種控制方法大大拓展了繼電器控制的利用領域。
[0021] 以上所述僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非是對本實用新型的範 圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用 新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護範 圍內。
【權利要求】
1. 一種基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，包括繼電器（K1)，所述繼電器（Kl)為 常開型繼電器，其特徵在於：它還包括單片機控制系統和雙向可控矽電路；所述單片機控 制系統、雙向可控矽電路與繼電器（Kl)相連接，通過雙向可控矽電路的觸發導通和單片機 控制系統的過零點檢測產生的控制脈衝，實現交流電對繼電器（Kl)的開合控制。2. 如權利要求1所述的基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，其特徵在於：所述單 片機控制系統與雙向可控矽電路相連接，所述單片機控制系統包括單片機（U1)、第一電阻 (R1)、第一電容（C1)。3. 如權利要求2所述的基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，其特徵在於：所述第 一電阻（Rl)的一端連接於單片機（Ul)的第七埠（GPIO)，第一電阻（Rl)的另一端與第一 電容（Cl)串聯並設置下拉電阻；下拉電阻包括第二電阻（R2)和第三電阻（R3)，第二電阻 (R2) 一端與第一電阻（Rl)並聯，第二電阻（R2)另一端接地；第三電阻（R3) -端與第一電 容（Cl)並聯，第三電阻（R3)另一端接地。4. 如權利要求1所述的基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，其特徵在於：所述雙 向可控矽電路與繼電器（Kl)相連接，所述雙向可控矽電路包括雙向可控矽（Ql )、第四電阻 (R4)、電阻器（R5)、第二電容（C2)。5. 如權利要求4所述的基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，其特徵在於：所述雙 向可控娃（Ql)的柵極與第一電容（C1)、第一電阻（Rl)串聯。6. 如權利要求4所述的基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，其特徵在於：所述電 阻器（R5)與第二電容（C2)連接組成RC電路。7. 如權利要求4或5所述的基於雙向可控矽的繼電器零交控制系統，其特徵在於：所 述雙向可控矽（Ql)為BT134W型貼片雙向可控矽。
【文檔編號】H01H47-00GK204270977SQ201420735583
【發明者】錢富良 [申請人]浙江永泰隆電子股份有限公司