[发明专利]一种继电器过零控制电路

权利要求书

1.一种继电器过零控制电路，其特征在于，包括过零触发电路、过零动作电路和中央控制模块，所述中央控制模块包括与零触发电路、过零动作电路保持连接的主控芯片；

所述过零触发电路连接市电、且通过端口ZERO1向所述主控芯片传送电压信号，所述过零动作电路连接在市电中，所述过零动作电路通过端口ZERO2向所述主控芯片传送电压信号、且通过端口RLY接收控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种继电器过零控制电路，其特征在于，所述过零触发电路包括电阻R8、电阻R9、电阻R10、二极管D5和二极管D8，二极管D5的阴极与5V电源相连，二极管D5的阳极和二极管D8的阴极相连，二极管D8的阳极接地，电阻R8一端与电阻R9相连、电阻R8另一端连接市电，电阻R9远离R8的一端连接在二极管D5和二极管D8之间，电阻R10的一端连接在二极管D5和二极管D8之间、且另一端通过端口ZERO1连接所述主控芯片。

3.根据权利要求1所述的一种继电器过零控制电路，其特征在于，所述过零动作电路包括继电器REL1、负载H、电阻R7、电阻R6、电阻R5、电阻R2、电阻R1、二极管D1、二极管D2、二极管D9和三极管Q5，市电的火线L与继电器REL1的负载开关其中一脚端相连、且继电器REL1的负载开关的另一脚经负载H与市电的零线N相连；

二极管D9的阳极连接零线N，二极管D9阴极连接二极管D2的阳极，二极管D2阴极接5V电源，电阻R6一端连接在二极管D2和二极管D9之间、且另一端通过电阻R7连接到负载H和继电器REL1的负载开关之间，电阻R5的一端连接在二极管D2和二极管D9之间、且另一端通过端口ZERO2与主控芯片相连；

电阻R1一端接三极管Q5的基极、且另一端通过端口RLY连接主控芯片，三极管Q5发射极接地，电阻R2并联在三极管Q5基极与发射极之间，三极管Q5集电极接继电器REL1的线圈和二极管D1阳极，继电器REL1的线圈远离三极管Q5的一端接12V电源、且二极管D1的阴极接12V电源。

4.根据权利要求1所述的一种继电器过零控制电路，其特征在于，所述中央控制模块包括电容E1、电容C1和主控芯片U1，所述电容E1的正极接5V电源、且负极接地，电容C1与电容E1并联，主控芯片U1的第1脚与5V电源相连，主控芯片U1的第8脚接地，主控芯片U1的第2脚连接端口ZERO2，主控芯片U1的第7脚连接端口ZERO1，主控芯片U1的第6脚连接端口RLY。

5.一种基于权利要求1所述的继电器过零控制电路的继电器过零控制方法，其特征在于，按以下步骤进行过零控制：

1)、测量继电器闭合延时的时间；

1.1)、主控芯片检测到由端口ZERO1发出的电压负跳变信号；

1.1.1)、主控芯片通过端口RLY向继电器REL1发出高电平，并记录发出信号的时间，此时三极管Q5导通，继电器REL1线圈有电流，触发继电器吸合；

1.1.2)、当继电器闭合时，若市电处于正半周期，则进入步骤1.1.3.1)；若市电处于负半周期时，则进入步骤1.1.3.2)；

1.1.3)、记录Ton1；

1.1.3.1)、此时电流路径为火线L->电阻R7->电阻R6->电阻R5->主控芯片，端口ZERO2处于高电平；

1.1.3.2)、此时电流路径为零线N->主控芯片->电阻R5->电阻R6->电阻R7->火线L，端口ZERO2处于低电平，并在一段时间后端口ZERO2突跳为高电平；

1.1.3.3)、记录端口ZERO2由低电平转为高电平的时间；

1.1.3.4)、由主控芯片计算出端口ZERO2由低电平转为高电平的时间与主控芯片发出信号的时间的时间差，记为Ton1；

1.2)、主控芯片检测到由端口ZERO1发出的电压正跳变信号；

1.2.1)、主控芯片通过端口RLY向继电器REL1发出高电平，并记录发出信号的时间，此时三极管Q5导通，继电器REL1线圈有电流，触发继电器吸合；

1.2.2)、当继电器闭合时，若市电处于正半周期时，则进入步骤1.2.3.1)；若市电处于负半周期时，则进入步骤1.2.3.2)；

1.2.3)、记录Ton2；

1.2.3.1)、此时电流路径为火线L->电阻R7->电阻R6->电阻R5->主控芯片，端口ZERO2处于高电平；

1.2.3.2)、此时电流路径为零线N->主控芯片->电阻R5->电阻R6->电阻R7->火线L，端口ZERO2处于低电平，并在一段时间后端口ZERO2突跳为高电平；

1.2.3.3)、记录端口ZERO2由低电平转为高电平的时间；

1.2.3.4)、由主控芯片计算出端口ZERO2由低电平转为高电平的时间与主控芯片发出信号的时间的时间差，记为Ton2；

1.3)、由主控芯片取Ton1、Ton2的较小值作为继电器的实际闭合时间，记Ton＝Min(Ton1,Ton2)；

2)、继电器过零闭合控制；

2.1)、记市电周期为Tac，取Tadj＝Ton％Tac(其中％为取除法余数)；

2.2)、当再次检测到市电过零信号后，主控芯片延时Tac-Tadj后对继电器控制端口RLY给高电平，即可补偿继电器的闭合延时，使得继电器在下一个零点闭合；

3)、测量继电器断开延时的时间；

3.1)、主控芯片检测到由端口ZERO1发出的电压负跳变信号；

3.1.1)、主控芯片通过端口RLY向继电器REL1发出低电平，并记录发出信号的时间，此时三极管Q5截止，继电器REL1线圈无电流，触发继电器断开；

3.1.2)、当继电器断开时，若市电处于正半周期时，则进入步骤3.1.3.1)；若市电处于负半周期时，则进入步骤3.1.3.2)；

3.1.3)、记录Toff1；

3.1.3.1)、此时端口ZERO1处于高电平，端口ZERO2由高电平变为低电平；

3.1.3.2)、此时端口ZERO1处于低电平，端口ZERO2为低电平，并在一段时间后端口ZERO1突跳为高电平；

3.1.3.3)、记录端口ZERO1和端口ZERO2电平出现不一致的时间；

3.1.3.4)、由主控芯片计算出端口ZERO1和端口ZERO2电平出现不一致的时间与主控芯片发出信号的时间的时间差，记为Toff1；

3.2)、主控芯片检测到由端口ZERO1发出的电压正跳变信号；

3.2.1)、主控芯片通过端口RLY向继电器REL1发出低电平，并记录发出信号的时间，此时三极管Q5截止，继电器REL1线圈无电流，触发继电器断开

3.2.2)、当继电器断开时，若市电处于正半周期，则进入步骤3.2.3.1)；若市电处于负半周期，则进入步骤3.2.3.2)；

3.2.3)、记录Toff2；

3.2.3.1)、此时端口ZERO1处于高电平，端口ZERO2由高电平变为低电平；

3.2.3.2)、此时端口ZERO1处于低电平，端口ZERO2为低电平，并在一段时间后端口ZERO1突跳为高电平；

3.2.3.3)、记录端口ZERO1和端口ZERO2电平出现不一致的时间；

3.2.3.4)、由主控芯片计算出端口ZERO1和端口ZERO2电平出现不一致的时间与主控芯片发出信号的时间的时间差，记为Toff2；

3.3)、由主控芯片取Toff1、Toff2的较小值作为继电器的实际断开时间，记Toff＝Min(Toff1,Toff2)；

4)、继电器过零断开控制；

4.1)、记市电周期为Tac，取Tadk＝Toff％Tac(其中％为取除法余数)；

4.2)、当再次检测到市电过零信号后，主控芯片延时Tac-Tadk后对继电器控制端口RLY给低电平，即可补偿继电器的断开延时，使得继电器在下一个零点断开；完毕。