專利名稱:基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、雙向可控硅電路和繼電器，該控制系統(tǒng)根據(jù)雙向可控硅的工作原理和單片機(jī)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)功能，利用簡(jiǎn)單而低成本的電路產(chǎn)生控制脈沖，實(shí)現(xiàn)直接使用交流電對(duì)繼電器的開(kāi)合控制，成本低、功耗小、穩(wěn)定可靠，是一種使用靈活方便的繼電器控制方法。
【專利說(shuō)明】基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及繼電器控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于雙向可控硅的繼電器零 交控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子式電能表的功能也是日新月異，體積越來(lái)越小，功 能越來(lái)越多，這就要求實(shí)現(xiàn)電能表每個(gè)功能所需功耗越來(lái)越低。繼電器控制在電子式電能 表中是最為常見(jiàn)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(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。
[0003] 傳統(tǒng)的繼電器控制電路雖然可以實(shí)現(xiàn)繼電器的開(kāi)合控制，但是電路較復(fù)雜，對(duì)電 源功耗要求較大，成本也較高，無(wú)法同時(shí)滿足小體積、低成本和電源功耗小的要求。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種基于雙向可控硅的繼電器零交控 制系統(tǒng)，包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、雙向可控硅電路和繼電器，通過(guò)雙向可控硅電路的觸發(fā)導(dǎo)通 和單片機(jī)控制系統(tǒng)的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)產(chǎn)生的控制脈沖，實(shí)現(xiàn)交流電對(duì)繼電器的開(kāi)合控制。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案。
[0006] 一種基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，包括繼電器，設(shè)置繼電器為常開(kāi)型 繼電器，此外，該系統(tǒng)還包括單片機(jī)控制系統(tǒng)和雙向可控硅電路，單片機(jī)控制系統(tǒng)、雙向可 控硅電路與繼電器相連接，通過(guò)雙向可控硅電路的觸發(fā)導(dǎo)通和單片機(jī)控制系統(tǒng)的過(guò)零點(diǎn)檢 測(cè)產(chǎn)生的控制脈沖，實(shí)現(xiàn)交流電對(duì)繼電器的開(kāi)合控制。
[0007] 優(yōu)選的是，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)與雙向可控硅電路相連接，所述單片機(jī)控制系統(tǒng) 包括單片機(jī)、第一電阻、第一電容。
[0008] 在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述第一電阻的一端連接于單片機(jī)的GPI0端 口，第一電阻的另一端與第一電容串聯(lián)并設(shè)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并聯(lián)，第二電阻另一端接地；第三電阻一端與第一電容并聯(lián)， 第三電阻另一端接地。
[0009] 在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述雙向可控硅電路與繼電器相連接，所述雙 向可控硅電路包括雙向可控硅、第四電阻、電阻器、第二電容。
[0010] 在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述雙向可控硅的柵極與第一電容、第一電阻 串聯(lián)。
[0011] 在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)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(shù)方案中優(yōu)選的是，所述雙向可控硅為BT134W型貼片雙向可控硅。
[0013] 本實(shí)用新型的基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、雙 向可控硅電路和繼電器三部分，根據(jù)雙向可控硅的工作原理和單片機(jī)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)功能，利 用簡(jiǎn)單而低成本的電路產(chǎn)生控制脈沖，實(shí)現(xiàn)直接使用交流電對(duì)繼電器的開(kāi)合控制。本實(shí)用 新型的基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，成本低、功耗小、穩(wěn)定可靠，是一種使用靈 活方便的繼電器控制方法。并且，經(jīng)過(guò)實(shí)踐測(cè)試，本實(shí)用新型的基于雙向可控硅的繼電器零 交控制系統(tǒng)的電路，可簡(jiǎn)單有效地實(shí)現(xiàn)繼電器的零交控制，抗干擾能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定。

【附圖說(shuō)明】

[0014] 圖1為按照本實(shí)用新型的基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)的一優(yōu)選實(shí)施 例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明，以下描述僅作為示范和 解釋，并不對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。
[0016] 如圖1所示，基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)包括單片機(jī)控制系統(tǒng)、雙向 可控硅電路和繼電器K1三部分，繼電器K1為常開(kāi)型繼電器，單片機(jī)控制系統(tǒng)、雙向可控硅 電路與繼電器相連接，通過(guò)雙向可控硅電路的觸發(fā)導(dǎo)通和單片機(jī)控制系統(tǒng)的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)產(chǎn) 生的控制脈沖，實(shí)現(xiàn)交流電對(duì)繼電器K1的開(kāi)合控制。
[0017] 單片機(jī)控制系統(tǒng)與雙向可控硅電路相連接，單片機(jī)控制系統(tǒng)包括單片機(jī)U1、第一 電阻R1、第一電容C1，第一電阻R1的一端連接于單片機(jī)U1的第七端口 GPI0,第一電阻R1 的另一端與第一電容C1串聯(lián)并設(shè)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并聯(lián)，第二電阻R2另一端接地；第三電阻R3 -端與第一電容 C1并聯(lián)，第三電阻R3另一端接地。
[0018] 雙向可控硅電路與繼電器相連接，雙向可控硅電路包括雙向可控硅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(lián)，電阻器 R5與第二電容C2連接組成RC電路。
[0019] 在該控制系統(tǒng)中，單片機(jī)U1具有八個(gè)端口，端口 1接地，端口 2、5、7、8為輸入或輸 出端口 GPI0,端口 3為輸出電壓端口 V0UT，端口 4為電源端口 VDD，端口 6為電源輸入電壓 端口 VIN ;雙向可控硅Q1為BT134W型貼片雙向可控硅；繼電器K1為常開(kāi)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] 這種基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，根據(jù)雙向可控硅的工作原理和單片 機(jī)的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)功能，利用一個(gè)簡(jiǎn)單而低成本的電路產(chǎn)生控制脈沖，即可實(shí)現(xiàn)直接使用交 流電對(duì)繼電器的開(kāi)合控制。單片機(jī)控制系統(tǒng)U1主要實(shí)現(xiàn)對(duì)交流過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)，端口 GPI0上 輸出控制電平。雙向可控硅Q1的柵極串聯(lián)一個(gè)R1電阻，可改變控制脈沖前后沿陡度和防止 震蕩，提高抗干擾能力。下拉電阻R2、R3,產(chǎn)生柵極的偏置電壓，同時(shí)可減少靜電、外來(lái)電場(chǎng) 干擾而導(dǎo)致可控硅誤動(dòng)作，在雙向可控硅關(guān)斷后可以泄放柵極存儲(chǔ)的電荷。雙向可控硅Q1 的柵極還串聯(lián)有電容C1，可防止電壓突變有效保護(hù)柵極，耦合交流脈沖信號(hào)。此外，當(dāng)雙向 可控硅Q1打開(kāi)瞬間，繼電器線圈呈現(xiàn)感性負(fù)載特性而容易產(chǎn)生瞬間的反電動(dòng)勢(shì)，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(hù)雙向可控硅不被反向擊穿。當(dāng)交流電 正向過(guò)零點(diǎn)時(shí)，單片機(jī)U1的第7端口可輸出控制脈沖，使雙向可控硅Q1正向?qū)?，繼電器 K1合閘；當(dāng)交流電再次過(guò)零點(diǎn)時(shí)，雙向可控娃Q1自動(dòng)關(guān)斷；當(dāng)交流電反向過(guò)零點(diǎn)時(shí),單片機(jī) U1的第7端口可輸出控制脈沖，使雙向可控硅Q1反向?qū)?，繼電器斷開(kāi)；當(dāng)交流電再次過(guò) 零點(diǎn)時(shí)，雙向可控硅Q1自動(dòng)關(guān)斷。經(jīng)測(cè)試，該控制系統(tǒng)的電路簡(jiǎn)單有效地實(shí)現(xiàn)了繼電器的 零交控制，抗干擾能力強(qiáng)，性能穩(wěn)定。這種基于雙向可控硅實(shí)現(xiàn)繼電器的零交控制系統(tǒng)，電 路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，其實(shí)現(xiàn)原理為：在交流電過(guò)零點(diǎn)時(shí)單片機(jī)輸出控制脈沖，控制雙向 可控硅導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)繼電器的打開(kāi)和關(guān)斷控制，交流電再次過(guò)零點(diǎn)時(shí)雙向可控硅自動(dòng)關(guān)斷。這 種控制方法大大拓展了繼電器控制的利用領(lǐng)域。
[0021] 以上所述僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非是對(duì)本實(shí)用新型的范 圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范 圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，包括繼電器（K1)，所述繼電器（Kl)為 常開(kāi)型繼電器，其特征在于：它還包括單片機(jī)控制系統(tǒng)和雙向可控硅電路；所述單片機(jī)控 制系統(tǒng)、雙向可控硅電路與繼電器（Kl)相連接，通過(guò)雙向可控硅電路的觸發(fā)導(dǎo)通和單片機(jī) 控制系統(tǒng)的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)產(chǎn)生的控制脈沖，實(shí)現(xiàn)交流電對(duì)繼電器（Kl)的開(kāi)合控制。2. 如權(quán)利要求1所述的基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，其特征在于：所述單 片機(jī)控制系統(tǒng)與雙向可控硅電路相連接，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)包括單片機(jī)（U1)、第一電阻 (R1)、第一電容（C1)。3. 如權(quán)利要求2所述的基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，其特征在于：所述第 一電阻（Rl)的一端連接于單片機(jī)（Ul)的第七端口（GPIO)，第一電阻（Rl)的另一端與第一 電容（Cl)串聯(lián)并設(shè)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)并聯(lián)，第二電阻（R2)另一端接地；第三電阻（R3) -端與第一電 容（Cl)并聯(lián)，第三電阻（R3)另一端接地。4. 如權(quán)利要求1所述的基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，其特征在于：所述雙 向可控硅電路與繼電器（Kl)相連接，所述雙向可控硅電路包括雙向可控硅（Ql )、第四電阻 (R4)、電阻器（R5)、第二電容（C2)。5. 如權(quán)利要求4所述的基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，其特征在于：所述雙 向可控娃（Ql)的柵極與第一電容（C1)、第一電阻（Rl)串聯(lián)。6. 如權(quán)利要求4所述的基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，其特征在于：所述電 阻器（R5)與第二電容（C2)連接組成RC電路。7. 如權(quán)利要求4或5所述的基于雙向可控硅的繼電器零交控制系統(tǒng)，其特征在于：所 述雙向可控硅（Ql)為BT134W型貼片雙向可控硅。
【文檔編號(hào)】H01H47-00GK204270977SQ201420735583
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