一種支持多路開關的電壓過零投切控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于開關控制技術領域，具體地說，是涉及一種用于控制投切開關在交流電壓過零點時準確投切的控制裝置。
【背景技術】
[0002]目前在許多使用交流電源供電的電力系統(tǒng)中，其系統(tǒng)電路設計經(jīng)常會用到大量的電容或電感元件，這類電子元件在系統(tǒng)投入供電的瞬間，若輸入的交流電壓較大，則會受到較大的電流沖擊。為了使電容和電感元件在系統(tǒng)電路投入供電時沖擊電流減小，需要對系統(tǒng)電路投入供電的時刻進行準確的控制，使其在交流電壓過零點時接通交流供電，以降低供電電源對系統(tǒng)電路的沖擊。
[0003]為了控制系統(tǒng)電路在交流電壓過零點時接通外部的交流供電，需要在系統(tǒng)電路的交流電源輸入側(cè)設置投切開關，并增加電壓過零檢測電路對外部交流供電的電壓過零時刻進行準確地檢測，進而控制投切開關在電壓過零點附近動作，接通系統(tǒng)電路的供電回路，使系統(tǒng)電路安全上電，啟動運行。
[0004]現(xiàn)有用于控制投切開關過零投切的電路設計，只能對單一的投切開關進行投切控制，因此只能控制一路負載在交流供電的電壓過零點時上電啟動。這對于多負載系統(tǒng)來說，就需要針對每一路負載專門配置一路電壓過零投切裝置，以用于對該路負載的電壓過零投切控制，由此便導致系統(tǒng)設計的復雜性增大，硬件成本升高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種支持多路開關的電壓過零投切控制裝置，僅需設置一路電壓過零檢測電路，即可對多路投切開關實現(xiàn)獨立的電壓過零投切控制，進而實現(xiàn)了利用一路電壓過零投切控制裝置控制多路負載在不同的電壓過零時刻獨立上電的控制功能。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn):
一種支持多路開關的電壓過零投切控制裝置，設置有:
電壓過零檢測電路，其交流輸入側(cè)連接交流電源，在檢測到交流電壓過零時，生成脈沖信號輸出；
N路投切開關和N路電控開關，一路投切開關串聯(lián)一路電控開關，形成N條串聯(lián)支路；將N條串聯(lián)支路分別并聯(lián)在電壓過零檢測電路的交流輸入側(cè)，且將所述交流輸入側(cè)連接投切開關的一端連接交流電源的火線，N條串聯(lián)支路的中間節(jié)點分別與N路負載一一對應連接，所述N為大于I的正整數(shù)；
控制器，根據(jù)用戶操作控制第i條串聯(lián)支路中的電控開關閉合，然后等待接收電壓過零檢測電路輸出的脈沖信號，并在接收到所述脈沖信號后，輸出投切指令，控制第i條串聯(lián)支路中的投切開關閉合，使連接第i條串聯(lián)支路的負載上電；所述第i條串聯(lián)支路將電壓過零檢測電路的交流輸入側(cè)短接，使電壓過零檢測電路與所述的交流電源隔離。
[0007]為了方便用戶對其他負載繼續(xù)進行電壓過零投切控制，所述控制器在控制第i條串聯(lián)支路中的投切開關閉合后，輸出控制指令，控制第i條串聯(lián)支路中的電控開關斷開。
[0008]優(yōu)選的，所述控制器連接人機接口，通過人機接口接收用戶的操作指令，根據(jù)用戶選定啟動的負載，生成控制信號，控制與該負載相連接的電控開關閉合。
[0009]進一步的，在所述電壓過零檢測電路中設置有儲能電路，所述儲能電路在接入的交流電壓非過零期間，利用接入的交流電源充電蓄能；在交流電壓過零期間釋放電能，通過電壓過零檢測電路輸出脈寬為Tl的脈沖信號；在電壓過零檢測電路的交流輸入側(cè)無交流電源接入時，儲能電路輸出電能，控制電壓過零檢測電路輸出脈寬為T2的脈沖信號，所述Τ2ΧΓ1。
[0010]優(yōu)選的，所述交流電壓過零期間優(yōu)選為交流電源的電壓幅值在-1OV至+1V的期間。
[0011]又進一步的，在所述電壓過零檢測電路中設置有整流電路，利用整流電路對接入到電壓過零檢測電路的交流電源進行整流變換，并輸出直流電能為所述的儲能電路充電蓄倉泛。
[0012]再進一步的，所述整流電路的交流輸入側(cè)，一端通過限流電阻連接交流電源的火線，另一端與N條串聯(lián)支路中連接電控開關的一側(cè)對應連接，通過閉合的電控開關接通與所述閉合的電控開關相連接的負載，并通過所述負載接通交流電源的零線；通過整流電路整流輸出的直流電源經(jīng)由限幅電路限幅后，一路通過第一電阻傳輸至第一 NPN型三極管的基極，另一路通過一防反偏二極管，分別經(jīng)由第二電阻傳輸至第二 NPN型三極管的基極，經(jīng)由第三電阻傳輸至光耦中發(fā)光二極管的陽極，并傳輸至所述的儲能電路；所述第一 NPN型三極管的發(fā)射極接地，集電極連接第二 NPN型三極管的基極；第二 NPN型三極管的發(fā)射極接地，集電極連接光耦中發(fā)光二級管的陰極，光耦中的受光三極管連接控制器，輸出所述的脈沖信號。
[0013]優(yōu)選的，在所述儲能電路中設置有一儲能電容，所述儲能電容的正極連接所述防反偏二極管的陰極，儲能電容的負極接地。
[0014]為了對投切開關是否準確地執(zhí)行了投切動作進行驗證，所述控制器對電壓過零檢測電路輸出的脈沖信號進行檢測，若所述脈沖信號僅有一個，且脈寬T=T2，則判定投切開關在交流電壓過零期間內(nèi)閉合；若所述脈沖信號有兩個，且第一脈沖信號的脈寬為Tl，第二個脈沖信號的脈寬為Τ2時，則判定投切開關閉合，但未在交流電壓過零期間內(nèi)閉合；若接收到的脈沖信號多于兩個，且每個脈沖信號的脈寬均為Tl，并且出現(xiàn)的周期與所述交流電源的周期一致，則判定投切開關未閉合。
[0015]為了對投切開關的閉合時間點進行自動修正，所述控制器在判定投切開關閉合，但未在交流電源的電壓過零期間內(nèi)閉合時，減小參數(shù)t的值，控制投切開關提早閉合；所述參數(shù)t為控制器從接收到脈沖信號到輸出所述投切指令的延時時間。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明的電壓過零投切控制裝置結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，接通涌流小，可靠性高，可以對多路投切開關在電壓過零時刻實現(xiàn)投切控制，由此一來，只需使用一路電壓過零投切控制裝置，即可控制多路負載在不同的電壓過零時刻獨立上電啟動，大大簡化了系統(tǒng)設計，降低了硬件成本。此外，本發(fā)明的電壓過零投切控制裝置還可以對投切開關是否準確地執(zhí)行了投切動作進行有效的驗證，在很大程度上提高了電力系統(tǒng)在交流電壓過零時刻接通供電的準確性，減少了供電電源在接通時對系統(tǒng)電路造成的大電流沖擊，實現(xiàn)了對系統(tǒng)電路的有效保護，適合應用在所有要求供電電壓過零時刻切入的電力系統(tǒng)中。
[0017]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本發(fā)明所提出的電壓過零投切控制裝置的一種實施例的電路原理圖；
圖2是判定投切開關在電壓過零期間內(nèi)閉合時所對應的脈沖波形圖；
圖3是判定投切開關閉合，但未在電壓過零期間內(nèi)閉合時所對應的脈沖波形圖；
圖4是判定投切開關未閉合時所對應的脈沖波形圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細地說明。
[0021]本實施例的電壓過零投切控制裝置，為了實現(xiàn)對多路投切開關投切控制的支持，在系統(tǒng)電路的設計中主要設置有電壓過零檢測電路、控制器、N路投切開關K1、K2和N路電控開關S1、S2等，參見圖1所示，所述N為大于I的正整數(shù)。其中，電壓過零檢測電路連接用于為不同負載Loadl、Load2提供交流供電的交流電源，對所述交流電源的電壓過零時刻進行檢測，并生成脈沖信號輸出至控制器，以用于生成投切指令，實現(xiàn)對投切開關Kl或K2的投切控制。所述脈沖信號的脈寬Tl與交流電源的電壓過零期間的時長相對應，即，所述脈沖信號的脈寬Tl即代表所述交流電源在其電壓處于過零期間的時長。在本實施例中，所述電壓過零期間優(yōu)選定義為交流電壓從-1OV至+1V的這段期間。將N路投切開關K1、K2和N路電控開關S1、S2 對應串聯(lián)后，形成N條串聯(lián)支路。將所述N條串聯(lián)支路分別并聯(lián)在電壓過零檢測電路的交流輸入側(cè)的兩端，并將每一條串聯(lián)支路中連接投切開關Kl或K2的一側(cè)接通交流電源的火線L,每一條串聯(lián)支路的中間節(jié)點對應連接一路獨立的負載Loadl、Load2,以實現(xiàn)對N路負載