专利名称：具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种继电器接点启闭控制电路，特别是关于一种具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路。该继电器接点启闭控制电路可控制继电器的接点在任何预定相位闭合或开启。
背景技术：
继电器普遍应用在家电用品、以及各种电器控制设备中。继电器的主要构件包括有线圈、机械接点、以及继电器壳体，经由继电器的控制，可以用来驱动电力、隔绝信号等目的。
虽然在现今的大部份电器设备中，可以使用无接点式的闸流体(例如SCR、TRIAC) 来取代继电器的功能。但在有些场合中，仍以使用传统的继电器为主，且由于继电器具有低接触电阻、成本低、控制简易的优点，因此继电器的使用仍极为普遍。
然而，继电器的机械接点在闭路、开启时，若无适当的相位控制，则在两接点之间会有瞬间接触火花产生，而火花的产生不仅会产生信号的干扰、亦会减短继电器的使用寿命，尤其在化工厂中还可能产生极高的危险性。发明内容
鉴于现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，目的在于解决现有技术存在的上述问题。
为了实现上述目的，本发明提供的一种具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，包括
—继电器，具有串联连接于交流电源与负载之间两个接点；
一继电器线圈，用以控制所述继电器的接点的闭合或开启；
一电源相位侦测电路，用以检测交流电源的每一周期的电源零交越点，并在每一电源零交越点时各送出一电源零交越信号；
—微处理器,具有一开关信号输入端、一驱动信号输出端及一电源零交越信号输入端，其中所述电源零交越信号输入端连接于所述电源相位侦测电路，用以接收所述电源零交越信号；
一可调制延迟电路，连接于所述微处理器的驱动信号输出端和所述继电器线圈之间，所述可调制延迟电路具有一预设延迟时间和一线圈控制信号输出端；
当所述微处理器的开关信号输入端接收到一启动信号或关闭信号后，由所述微处理器的驱动信号输出端在所述交流电源的一电源零交越点时产生或停止产生一驱动信号至所述可调制延迟电路，经过所述可调制延迟电路的预设延迟时间后，由所述可调制延迟电路的线圈控制信号输出端产生或停止产生一线圈控制信号使所述继电器线圈激磁或失磁，进而控制所述继电器的接点闭合或开启。
作为优选，所述电源相位侦测电路为一电源电压相位侦测电路，所述电源零交越信号为一电源电压零交越信号。
作为优选，所述微处理器具有一调制信号输出端，用以送出一调制信号至所述可调制延迟电路以调整所述可调制延迟电路的预设延迟时间，以使所述继电器的接点于一预定相位闭合或开启。
作为优选，所述继电器线圈具有一线圈延迟时间，所述继电器线圈于接收所述可调制延迟电路的输出端所产生的线圈控制信号并受激磁后，经过所述线圈延迟时间才使所述继电器的接点闭合，且当所述可调制延迟电路的输出端停止产生该线圈控制信号而使所述继电器线圈失磁后，经过所述线圈延迟时间后所述继电器的接点开启。
作为优选，还包括有一驱动电路，所述驱动电路连接于所述可调制延迟电路的线圈控制信号输出端和所述继电器线圈之间，用以使所述继电器线圈受到激磁。
作为优选，所述微处理器的开关信号输入端所接收的启动信号或关闭信号为逻辑控制信号。
相比较于现有技术，经由本发明的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，可使使用者控制继电器的接点在任何预定相位闭合或开启。
图1为本发明的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路的实施例一的控制电路图2为本发明的实施例一在控制继电器的接点闭合或开启时得相关信号波形图3为图2中的继电器的激磁特性产生改变时的相关信号波形图4为本发明的实施例一的继电器的激磁特性改变后，将继电器接点的闭合或开启时间调节回图2中的继电器接点的闭合或开启时间的相关信号波形图5为本发明的实施例二的控制电路图6为图5中本发明实施例二在控制继电器的接点闭合或开启时的相关信号波形图7为图5中继电器的激磁特性产生改变时的相关信号波形图8为本发明实施例二的继电器的激磁特性改变后，将继电器接点的闭合或开启时间调节回图6中的继电器接点的闭合或开启时间的相关信号波形图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的结构做进一步详细的说明
实施例一
如图1和图2所示，本发明的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路100， 用以控制一交流电源ACV供应至一负载I的相位，或用以停止一交流电源ACV供应至一负载I的相位，包括有一继电器2、一继电器线圈3、一电源相位侦测电路4、一微处理器5、一记忆单元6、一可调制延迟电路7、一驱动电路8和一开关单元9。继电器2具有两个接点 2a、2b，且串联连接于交流电源ACV与负载I之间，继电器线圈3用以控制继电器2的接点 2a、2b的闭合或开启。负载I连接于交流电源ACV的输出端T1、T2，当继电器线圈3受激磁而使继电器2的接点2a、2b闭合时，交流电源ACV的电压Vl会在其输出端T1、T2成为输出电压V2并供应至负载I。且继电器线圈3具有一线圈延迟时间t2、t4，当继电器线圈3受激磁后或或失磁后,经过线圈延迟时间t2或t4才使继电器2的接点2a、2b闭合或开启， 线圈延迟时间t2、t4依据继电器线圈3元件材料的不同而有差异。
电源相位侦测电路4并联连接于交流电源ACV的两端，用以检测交流电源ACV的每一周期的电源零交越点，并在每一电源零交越点时各送出一电源零交越信号Si至微处理器5。在本实施例中，电源相位侦测电路4为电源电压相位侦测电路，包括有一电源电压检测电路41以及一电源电压零交越检测电路42，用以检测交流电源ACV的每一周期的电源电压零交越点，而电源零交越信号SI为电源电压零交越信号。本领域技术人员可以轻易得知，电源相位侦测电路4也可为电源电流相位侦测电路，且电源电流相位侦测电路包括有一电源电流检测电路以及一电源电流零交越检测电路，此时电源零交越信号SI则为电源电流零交越信号。
微处理器5具有一开关信号输入端51、一驱动信号输出端52、一电源零交越信号输入端53和一调制信号输出端54，其中零交越信号输入端53连接于电源相位侦测电路4， 用以接收电源相位侦测电路4所送出的电源零交越信号SI。记忆单元6连接于微处理器 5，用以储存微处理器5所需的资料以供微处理器5使用。可调制延迟电路7连接于微处理器5的驱动信号输出端52和继电器线圈3之间，可调制延迟电路7系具有一预设延迟时间 tl、一预设延迟时间t3和一线圈控制信号输出端71，而在可调制延迟电路7的线圈控制信号输出端71和继电器线圈3之间连接设置有驱动电路8，驱动电路8用以使继电器线圈3 受到激磁。并且微处理器5的调制信号输出端54用以送出一调制信号S5至可调制延迟电路7，以调整可调制延迟电路7的预设延迟时间tl、t3，以使继电器2的接点2a、2b于一预定相位闭合或开启。
开关单元9连接于微处理器5的开关信号输入端51，使用者可按压开关单元9而送出一启动信号(On)或一关闭信号(Off)至微处理器5，其中启动信号(On)和关闭信号 (Off)为逻辑控制信号。
当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的启动信号(On)后， 微处理器5的驱动信号输出端52会在交流电源ACV的一电源零交越点VO时产生一驱动信号S2至可调制延迟电路7，驱动信号S2经可调制延迟电路7的预设延迟时间t I后，可调制延迟电路7的线圈控制信号输出端71会产生一线圈控制信号S3至驱动电路8以使继电器线圈3激磁，继电器线圈3受激磁后经过线圈延迟时间t2，继电器2的接点2a、2b才闭合 (如图2的S4，此时交流电源ACV的电压Vl恰位在下一周期的电源零交越点或在一 容许的误差范围内)，以使交流电源ACV的电压Vl供应至负载I的两端，作为输出电压V2。其中电源零交越点VO为交流电源ACV的电源电压零交越点。
当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的关闭信号(Off) 后，微处理器5的驱动信号输出端52会在交流电源ACV的一电源零交越点时停止产生驱动信号S2至可调制延迟电路7，经过可调制延迟电路7的一预设延迟时间t3后，可调制延迟电路7的线圈控制信号输出端71停止产生线圈控制信号S3至驱动电路8以使继电器线圈 3失磁，然后经过线圈延迟时间t4，继电器2的接点2a、2b才开启(此时交流电源ACV的电压Vl恰位在下一周期的电源零交越点或在一容许的误差范围内)，以停止交流电源ACV的电压Vl供应至负载I的两端的输出电压V2。
理想而言，继电器线圈3的线圈延迟时间t2、t4趋近于零，或者在理想状态下，线圈延迟时间t2、t4固定不变，但是，当继电器线圈3在使用日久后，其磁力会有退化或改变的情形，如图3所示。
在图3中，当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的启动信号(On)后,微处理器5的驱动信号输出端52同样会在交流电源ACV的一电源零交越点VO 时产生一驱动信号S2至可调制延迟电路7，驱动信号S2经可调制延迟电路7的预设延迟时间tl后，可调制延迟电路7的线圈控制信号输出端71同样会产生一线圈控制信号S3至驱动电路8以使继电器线圈3激磁，但继电器线圈3受激磁后经过原本的线圈延迟时间t2，继电器2的接点2a、2b并未闭合，其又经过一段变迁时间Λ t之后才闭合，此时交流电源ACV 的电压Vl并未处于电源电压零交越点，因此其闭合时会产生火花。
同样地，当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的关闭信号 (Off)后，微处理器5的驱动信号输出端52同样会在交流电源ACV的一电源零交越点时停止产生驱动信号S2至可调制延迟电路7，经过可调制延迟电路7的预设延迟时间t3后，可调制延迟电路7的线圈控制信号输出端71同样停止产生线圈控制信号S3至驱动电路8以使继电器线圈3失磁，但经过原本的线圈延迟时间t4后，继电器2的接点2a、2b并未开启， 其又经过一段变迁时间Λ t之后才开启，此时交流电源ACV之电压Vl并未处于电源电压零交越点，因此其开启时会产生火花。
若继电器线圈3有上述的磁力退化或改变的情形时,微处理器5的调制信号输出端54可送出调制信号S5至可调制延迟电路7以调整可调制延迟电路7的预设延迟时间 tl、t3，以使继电器2的接点2a、2b恰于交流电源ACV的电压Vl位在电源电压零交越点时闭合或开启，如此，可使得继电器2的接点2a、2b在每一次闭合或开启时，都能在交流电源 ACV的电压Vl于电源电压零交越点处，以减少继电器2的接点2a、2b在闭合或开启时所产生的火花，如图4所示。
在图4中，微处理器5已将可调制延迟电路7的预设延迟时间tl、t3调整为tl’、 t3’，其中tl’等于原先之tl减去变迁时间Δ t, t3’等于原先的t3减去变迁时间At,如此，当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的启动信号(On)后，微处理器5的驱动信号输出端52同样在交流电源ACV的一电源零交越点VO时产生一驱动信号 S2至可调制延迟电路7，驱动信号S2经过调整过的 预设延迟时间tl’后，可调制延迟电路 7的线圈控制信号输出端71会产生一线圈控制信号S3至驱动电路8以使继电器线圈3激磁，继电器线圈3受激磁后经过线圈延迟时间t2和变迁时间Λ t，继电器2的接点2a、2b才闭合(此时交流电源ACV的电压Vl恰位在下一周期的电源零交越点或在一容许的误差范围内)。同样地，当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的关闭信号 (Off)后，微处理器5的驱动信号输出端52同样在交流电源ACV的一电源零交越点时停止产生驱动信号S2至可调制延迟电路7，经过调整过的预设延迟时间t3’后，可调制延迟电路 7的线圈控制信号输出端71停止产生线圈控制信号S3至驱动电路8以使继电器线圈3失磁，然后经过线圈延迟时间t4和变迁时间At，继电器2之接点2a、2b才开启(此时交流电源ACV的电压Vl恰位在下一周期的电源零交越点或在一容许的误差范围内)。
依此类推，若是继电器线圈3的磁力加强了，使得线圈延迟时间缩短(由原先的线圈延迟时间t2、t4减去一段变迁时间At)，则微处理器5可经由其调制信号输出端54送出调制信号S5以延长可调制延迟电路7的预设延迟时间(由原先的预设延迟时间tl、t3 加上变迁时间At)。
由于本发明中，微处理器5的调制信号输出端54可送出调制信号S5至可调制延迟电路7，以调整可调制延迟电路7的预设延迟时间tl、t3，使得可控制继电器2的接点 2a、2b于任何预定相位闭合或开启(不一定是恰位在电源零交越点)。
实施例二
如图5和图6所示，本发明实施例二与实施例一的控制电路大致相同，故相同的构件以同样的标号标出。不同点在于，实施例二中IOOa的微处理器5中配置有一可调制延迟单元7a，且微处理器5具有一线圈控制信号输出端55。而并联连接于交流电源ACV的两端的为电源电压零交越检测电路42，用以检测交流电源ACV的每一周期的电源电压零交越点，并在每一电源电压零交越点时各送出一电源电压零交越信号SI至微处理器5。
当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的启动信号(On)后， 微处理器5会依据可调制延迟单元7a的预设延迟时间tl，而由微处理器5的线圈控制信号输出端55在交流电源ACV的一预设时间点时产生一线圈控制信号S3,至驱动电路8以使继电器线圈3激磁，继电器线圈3受激磁后经过线圈延迟时间t2，继电器2的接点2a、2b 才闭合(参见图6中的S4，此时交流电源ACV的电压Vl恰位在下一周期的电源电压零交越点或在一容许的误差范围内)。
当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的关闭信号(Off) 后，微处理器5会依据可调制延迟单元7a的预设延迟时间t3，而由微处理器5的线圈控制信号输出端55在交流电源ACV的另一预设时间点时，停止产生线圈控制信号S3，至驱动电路8以使继电器线圈3失磁，然后经过线圈延迟时间t4，继电器2的接点2a、2b才开启 (此时交流电源ACV的电压Vl恰位在下一周期的电源电压零交越点或在一容许的误差范围内)。
如图7所示，当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的启动信号(On)后，微处理器5同样会依据可调制延迟单元7a的预设延迟时间tl，而由微处理器 5的线圈控制信号输出端55在交流电源ACV的预设时间点时产生线圈控制信号S3，至驱动电路8以使继电器线圈3激磁，但继电器线圈3受激磁后经过原本的线圈延迟时间t2，继电器2的接点2a、2b并未闭合，其又经过一段变迁时间Λ t之后才闭合，此时交流电源ACV的电压Vl并未处在电源电压零交越点，因此其闭合时会产生火花。
同样地，当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出的关闭信号 (Off)后，微处理器5同样会依据可调制延迟单元7a的预设延迟时间t3，而由微处理器5 的线圈控制信号输出端55在交流电源ACV的另一预设时间点时，停止产生线圈控制信号 S3，至驱动电路8以使继电器线圈3失磁，但经过原本的线圈延迟时间t4后，继电器2的接点2a、2b并未开启，其又经过一段变迁时间Λ t之后才开启，此时交流电源ACV的电压Vl 并未处于电源电压零交越点，因此其开启时会产生火花。
若继电器线圈3有上述的磁力退化或改变的情形时，微处理器5可设定调整可调制延迟单元7a的预设延迟时间tl、t3，以使继电器2的接点2a、2b恰于交流电源ACV的电压Vl处于电源电压零交越点时闭合或开启，如此，可使得继电器2的接点2a、2b在每一次闭合或开启时，都能在交流电源ACV的电压Vl位于电源电压零交越点处，以减少继电器2的接点2a、2b在闭合或开启时所产生的火花，如图8所示。在第8图中，微处理器5已将可调制延迟单元7a的预设延迟时间tl、t3调整为tl’、t3’，其中tl’等于原先的tl减去变迁时间At，t3’等于原先的t3减去变迁时间At，如此，当微处理器5的开关信号输入端 51接收到开关单元9所送出的启动信号(On)后，微处理器5会依据可调制延迟单元7a的预设延迟时间tl’，而由微处理器5的线圈控制信号输出端55在交流电源ACV的预设时间点时产生线圈控制信号S3’至驱动电路8以使继电器线圈3激磁，继电器线圈3受激磁后经过线圈延迟时间t2和变迁时间At，继电器2的接点2a、2b才闭合(此时交流电源ACV 的电压Vl恰处于下一周期的电源零交越点或在一容许的误差范围内)。同样地，当微处理器5的开关信号输入端51接收到开关单元9所送出之关闭信号(Off)后，微处理器5会依据可调制延迟单元7a的预设延迟时间t3’，而由微处理器5的线圈控制信号输出端55在交流电源ACV的另一预设时间点时，停止产生线圈控制信号S3’至 驱动电路8以使继电器线圈3失磁，然后经过线圈延迟时间t4和变迁时间At，继电器2的接点2a、2b才开启(此时交流电源ACV的电压Vl恰处于下一周期的电源零交越点或在一容许的误差范围内)。
权利要求
1.具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，包括一继电器，具有串联连接于交流电源与负载之间两个接点；一继电器线圈，用以控制所述继电器的接点的闭合或开启；一电源相位侦测电路，用以检测交流电源的每一周期的电源零交越点，并在每一电源零交越点时各送出一电源零交越信号；一微处理器，具有一开关信号输入端、一驱动信号输出端及一电源零交越信号输入端， 其中所述电源零交越信号输入端连接于所述电源相位侦测电路，用以接收所述电源零交越信号;一可调制延迟电路，连接于所述微处理器的驱动信号输出端和所述继电器线圈之间， 所述可调制延迟电路具有一预设延迟时间和一线圈控制信号输出端；当所述微处理器的开关信号输入端接收到一启动信号或关闭信号后，由所述微处理器的驱动信号输出端在所述交流电源的一电源零交越点时产生或停止产生一驱动信号至所述可调制延迟电路，经过所述可调制延迟电路的预设延迟时间后，由所述可调制延迟电路的线圈控制信号输出端产生或停止产生一线圈控制信号使所述继电器线圈激磁或失磁，进而控制所述继电器的接点闭合或开启。
2.如权利要求1所述的具有相位调节功能继电器接点启闭控制电路，其特征在于，所述电源相位侦测电路为一电源电压相位侦测电路，所述电源零交越信号为一电源电压零交越信号。
3.如权利要求1所述的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，其特征在于， 所述微处理器具有一调制信号输出端，用以送出一调制信号至所述可调制延迟电路以调整所述可调制延迟电路的预设延迟时间，以使所述继电器的接点于一预定相位闭合或开启。
4.如权利要求1所述的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，其特征在于， 所述继电器线圈具有一线圈延迟时间，所述继电器线圈于接收所述可调制延迟电路的输出端所产生的线圈控制信号并受激磁后，经过所述线圈延迟时间才使所述继电器的接点闭合，且当所述可调制延迟电路的输出端停止产生该线圈控制信号而使所述继电器线圈失磁后，经过所述线圈延迟时间后所述继电器的接点开启。
5.如权利要求1所述的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，其特征在于， 还包括有一驱动电路，所述驱动电路连接于所述可调制延迟电路的线圈控制信号输出端和所述继电器线圈之间，用以使所述继电器线圈受到激磁。
6.如权利要求1所述的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，其特征在于， 所述微处理器的开关信号输入端所接收的启动信号或关闭信号为逻辑控制信号。
7.具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，包括一继电器，具有串联连接于交流电源与负载之间的两个接点；一继电器线圈，用以控制所述继电器的接点的闭合或开启；一电源相位侦测电路，用以检测所述交流电源的每一周期的电源零交越点，并在每一电源零交越点时各送出一电源零交越信号；一微处理器，具有一开关信号输入端、一线圈控制信号输出端及一电源零交越信号输入端，其中所述电源零交越信号输入端连接于该电源相位侦测电路，用以接收所述电源零交越信号；一可调制延迟单元，配置于所述微处理器中，所述可调制延迟单元具有一预设延迟时间；当所述微处理器的开关信号输入端接收到一启动信号或关闭信号后，由所述微处理器依据所述可调制延迟单元的预设延迟时间，而由所述微处理器的线圈控制信号输出端在所述交流电源的预设时间点时产生或停止产生一线圈控制信号使所述继电器线圈激磁或失磁，进而控制所述继电器的接点闭合或开启。
8.如权利要求7所述的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，其特征在于， 所述电源相位侦测电路为一电源电压相位侦测电路，所述电源零交越信号为一电源电压零交越信号。
9.如权利要求7所述的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，其特征在于， 所述微处理器可设定所述可调制延迟程式的预设延迟时间，以使所述继电器的接点于一预定相位闭合或开启。
10.如权利要求7所述的具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，其特征在于， 所述继电器线圈具有一线圈延迟时间，所述继电器线圈在接收该微处理器的线圈控制信号输出端所产生的线圈控制信号并受激磁后，经过所述线圈延迟时间才使该继电器的接点闭合，且当所述微处理器的线圈控制信号输出端停止产生所述线圈控制信号而使所述继电器线圈失磁后，经过所述线圈延迟时间后所述继电器的接点开启。
全文摘要
本发明公开了一种具有相位调节功能的继电器接点启闭控制电路，包括一继电器、一继电器线圈、一电源相位侦测电路、一微处理器和一具有一预设延迟时间的可调制延迟电路，所述继电器具有串联于一交流电源与一负载之间的两个接点；所述电源相位侦测电路用以检测交流电源的电源零交越点；当微处理器收到一启动或关闭信号时在交流电源的一电源零交越点产生或停止产生一驱动信号至可调制延迟电路，经过预设延迟时间后，可调制延迟电路产生或停止产生一线圈控制信号使继电器线圈激磁或失磁，进而控制继电器的接点闭合或开启。本发明可使使用者控制继电器的接点在任何预定相位闭合或开启。
文档编号H01H47/02GK103035443SQ20121050877
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者杨昕 申请人:杨昕