專利名稱：一種電子開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子開(kāi)關(guān)，具體是指一種能夠?qū)崿F(xiàn)交流電壓信號(hào)過(guò)零時(shí)切換 的電子開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
在各類公知的電子開(kāi)關(guān)中主要采用可控硅或繼電器作為終端開(kāi)關(guān)器件以驅(qū)動(dòng)負(fù) 載的開(kāi)啟和關(guān)閉。對(duì)于以繼電器作為終端開(kāi)關(guān)器件的電子開(kāi)關(guān)中繼電器的通斷控制往往是 隨機(jī)地，這樣當(dāng)繼電器觸點(diǎn)閉合和斷開(kāi)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生浪涌電流及電弧，使繼電器觸點(diǎn)的壽命 大大縮短。為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中常常在繼電器觸點(diǎn)兩端并聯(lián)可控硅或場(chǎng)效應(yīng)管。當(dāng) 開(kāi)關(guān)需開(kāi)啟時(shí)，先控制可控硅或場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，然后再控制繼電器觸點(diǎn)閉合；當(dāng)開(kāi)關(guān)需要關(guān) 閉時(shí)，先控制繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)，再控制可控硅或場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷。這種方式雖然能有效抑制電 弧產(chǎn)生，延長(zhǎng)繼電器觸點(diǎn)的使用壽命，但其成本高昂，難以普及。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能有效降低觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)瞬時(shí)產(chǎn) 生的電弧及浪涌沖擊，提高觸點(diǎn)負(fù)載能力及壽命的交流過(guò)零通斷的電子開(kāi)關(guān)及其控制方法。根據(jù)上述需解決的問(wèn)題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為提供一種電子開(kāi)關(guān)，包括 與負(fù)載連接的繼電器，及繼電器驅(qū)動(dòng)電路、微控制器電路、交流信號(hào)檢測(cè)取電電路，所述交 流信號(hào)檢測(cè)取電電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)或電源端子連接、輸出端與微控制器電路連接； 所述微控制器電路輸出端與繼電器驅(qū)動(dòng)電路連接。所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路包括OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路和ON過(guò)零信號(hào)采樣 處理電路；所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接、輸出端與微控制器 電路輸入端連接；所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接；或所述OFF過(guò) 零信號(hào)采樣處理電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)以及電源端子連接、輸出端與微控制器電路輸入 端連接。針對(duì)OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路具體的方案為，所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路 至少包括一電阻及陰極與該電阻連接、陽(yáng)極接地的穩(wěn)壓二極管，所述電阻的一端作為關(guān)斷 信號(hào)采樣電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接，穩(wěn)壓二極管陰極與電阻的公共端作為OFF過(guò)零信 號(hào)采樣處理電路輸出端與微控制器電路輸入端連接；或者，所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電 路包括一電阻和與所述電阻串聯(lián)的二極管及陰極與所述二極管陰極連接、陽(yáng)極接地的穩(wěn)壓 二極管，所述電阻的另一端作為關(guān)斷信號(hào)采樣電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接，穩(wěn)壓二極管 陰極與二極管陰極的公共端作為OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路輸出端與微控制器電路輸入 端連接；或者，所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路包括一射極接地的三極管，所述三極管基極 通過(guò)電阻接交流電源L端，集電極作為輸出的并通過(guò)電阻接Vcc電源；或者，所述OFF過(guò)零 信號(hào)采樣處理電路包括一電阻及與該電阻串聯(lián)的二極管，所述電阻另一端作為關(guān)斷信號(hào)采樣電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接，二極管陰極信號(hào)通過(guò)光耦耦合到信號(hào)處理電路輸入端。針對(duì)ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路具體的方案為所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路至 少包括一二極管，所述二極管陽(yáng)極作為ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路的輸入端與繼電器觸點(diǎn) 的一端或電源端子連接，二極管陰極作為ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路的輸出端與微控制器 電路輸入端連接。所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路還包括至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，其源極與電源端子連 接，其漏極與繼電器觸點(diǎn)的一端連接，其柵極與微控制器連接或通過(guò)一三極管與微控制器 連接；或者，所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路還包括一場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，其輸出端與所述 場(chǎng)效應(yīng)管柵極連接，其電源端與場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接；或者，所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路 還包括一場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，其輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng)管柵極連接，其輸入端與微控制器電 路的一輸出端連接，其電源端與場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接。所述電子開(kāi)關(guān)還包括儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路，所述儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路從交流電源取電 后一路將交流電源電壓轉(zhuǎn)換成適合的電壓Vcc給微控制器供電，另一路轉(zhuǎn)換成電壓Vc給繼 電器供電。交流信號(hào)檢測(cè)取電電路還包括用于給儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路提供基礎(chǔ)電源的ON取電 電路；所述ON取電電路包括至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管及一個(gè)二極管，所述場(chǎng)效應(yīng)管由ON過(guò)零信號(hào) 采樣處理電路中的場(chǎng)效應(yīng)管兼用；所述二極管陽(yáng)極與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極或源極連接，其陰極 為直流輸出端與儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路連接。由于ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路與ON取電電路共用同一個(gè)(或兩個(gè))場(chǎng)效應(yīng)管， 使得在不增加成本的條件下獲得了二倍的功效。交流信號(hào)檢測(cè)取電電路還包括用于給儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路提供基礎(chǔ)電源的OFF取 電電路；所述OFF取電電路包括一電阻及陽(yáng)極與該電阻串聯(lián)的二極管，所述電阻另一端作 為電路輸入端與電源端子連接，二極管陰極作為電路輸出端與穩(wěn)壓濾波電路輸入端連接； 或者，進(jìn)一步包括一二極管D214，其陽(yáng)極接地，陰極接上述電阻及二極管的交點(diǎn)；或者，更 進(jìn)一步增加一二極管，該二極管陽(yáng)極接電源端子，陰極接穩(wěn)壓濾波電路輸入端。所述OFF取電電路還可為開(kāi)關(guān)電源電路。本實(shí)用新型所述的電子開(kāi)關(guān)的控制方法是當(dāng)所述電子開(kāi)關(guān)的微控制器接到開(kāi) 關(guān)開(kāi)啟命令后，微控制器首先將交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中的OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路采 集到交流過(guò)零信號(hào)進(jìn)行分析處理，在交流電壓過(guò)零點(diǎn)前At時(shí)間給繼電器線圈施加驅(qū)動(dòng)電 壓，使繼電器觸點(diǎn)在交流電壓過(guò)零時(shí)閉合，為繼電器線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓開(kāi)始至繼電器觸 點(diǎn)閉合所用的時(shí)間；當(dāng)所述電子開(kāi)關(guān)的微控制器接到開(kāi)關(guān)關(guān)斷命令后，微控制器首先將交流信號(hào)檢 測(cè)取電電路中的ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路采集到交流過(guò)零信號(hào)進(jìn)行分析處理，在交流電 壓過(guò)零點(diǎn)前Atl時(shí)間關(guān)斷繼電器線圈的驅(qū)動(dòng)電壓，使繼電器觸點(diǎn)在交流電流過(guò)零時(shí)斷開(kāi)， △ tl為繼電器線圈關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電壓開(kāi)始至繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)所用的時(shí)間。本實(shí)用新型所述電子開(kāi)關(guān)采用微控制器配合交流過(guò)零信號(hào)采樣處理電路控制開(kāi) 關(guān)中繼電器觸點(diǎn)在交流電源過(guò)零瞬間切換，避免了電子開(kāi)關(guān)中繼電器由于觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi) 瞬時(shí)產(chǎn)生的電弧及浪涌沖擊而易損壞的問(wèn)題，顯著提高了繼電器觸點(diǎn)的負(fù)載能力及壽命； 所述電子開(kāi)關(guān)中各電路設(shè)計(jì)合理，構(gòu)思巧妙，實(shí)現(xiàn)繼電器的可靠控制，使開(kāi)關(guān)性能更加穩(wěn)定；且所述電路成本低，易實(shí)現(xiàn)。
圖1是本實(shí)用新型所述電子開(kāi)關(guān)的基本原理組成示意框圖；圖2是本實(shí)用新型所述電子開(kāi)關(guān)的具體電路原理框圖一；圖3是本實(shí)用新型所述電子開(kāi)關(guān)的具體電路原理框圖二 ；圖4是本實(shí)用新型所述電子開(kāi)關(guān)的具體電路原理框圖三； 圖5是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路第一 實(shí)施例原理圖；圖6是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路第二 實(shí)施例原理圖；圖7是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路第三 實(shí)施例原理圖；圖8是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路第四 實(shí)施例原理圖；圖9是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路第一 實(shí)施例原理圖；圖10是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路第二 實(shí)施例原理圖；圖11是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路第三 實(shí)施例原理圖；圖12是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路第四 實(shí)施例原理圖；圖13是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路第五 實(shí)施例原理圖；圖14是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中ON取電電路第一實(shí)施例原理 圖；圖15是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中ON取電電路第二實(shí)施例原理 圖；圖16是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中OFF取電電路第一實(shí)施例原理 圖；圖17是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中OFF取電電路第二實(shí)施例原理 圖；圖18是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中OFF取電電路第三實(shí)施例原理 圖；圖19是本實(shí)用新型所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路中OFF取電電路第三實(shí)施例原理 圖；圖20是本實(shí)用新型所述的電子開(kāi)關(guān)綜合電路原理圖一；圖21是本實(shí)用新型所述的電子開(kāi)關(guān)綜合電路原理圖二 ；[0038]圖22是本實(shí)用新型所述的電子開(kāi)關(guān)綜合電路原理圖三；圖23是本實(shí)用新型所述的電子開(kāi)關(guān)綜合電路原理圖四。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述如圖1是本實(shí)用新型所述電子開(kāi)關(guān)的基本原理組成示意框圖。所述的電子開(kāi)關(guān)包 括與負(fù)載連接的繼電器J1、繼電器驅(qū)動(dòng)電路3、微控制器電路1、交流信號(hào)檢測(cè)取電電路2 ； 所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路2輸入端與繼電器Jl觸點(diǎn)連接、輸出端與微控制器電路1輸入 端連接；所述微控制器電路1輸出端與繼電器驅(qū)動(dòng)電路3連接。以下給出了幾個(gè)實(shí)施例加以詳細(xì)說(shuō)明。如圖2所示。交流信號(hào)檢測(cè)取電電路2包括OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路21和ON 過(guò)零信號(hào)采樣處理電路22。所述微控制器電路1輸出端PJl與繼電器驅(qū)動(dòng)電路3的輸入端 連接；所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路21的輸入端與繼電器Jl觸點(diǎn)以及負(fù)載端Ll連接， 輸出端PSl與微控制器電路1輸入端連接；所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路22的一個(gè)輸入 端與繼電器Jl觸點(diǎn)LlO端連接，另一個(gè)輸入端與電源端子L連接，輸出端與微控制器電路 輸入端PS2連接。其具體實(shí)施例參見(jiàn)圖19。另一種實(shí)施方式如圖3所示與上述實(shí)施例不同之處是將ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電 路的過(guò)零信號(hào)輸出給OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路，與其共用過(guò)零信號(hào)處理電路，經(jīng)處理后 的交流過(guò)零信號(hào)傳輸?shù)脚c其連接的微控制器電路的信號(hào)輸入端PS1，詳細(xì)電路參見(jiàn)圖20。 采用這種方式，ON過(guò)零信號(hào)和OFF過(guò)零信號(hào)連接到微控制器的一個(gè)IO端口，比上述實(shí)施例 可節(jié)省一個(gè)IO端口。還有一種實(shí)施方式如圖4的原理框圖所示，詳細(xì)內(nèi)容可參見(jiàn)圖21和圖22。與上述 兩個(gè)實(shí)施例不同之處是微控制器電路還有一個(gè)輸出端口 PSm與交流信號(hào)檢測(cè)取電電路2中 的ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路中的場(chǎng)效應(yīng)管Q221的柵極G連接，由微控制器直接控制場(chǎng)效 應(yīng)管進(jìn)行信號(hào)采樣以及取電，如圖21所示。也可通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路22a控制場(chǎng)效應(yīng) 管進(jìn)行信號(hào)采樣以及取電，如圖22所示。本實(shí)用新型所述電子開(kāi)關(guān)在電路具體實(shí)現(xiàn)中，充分考慮繼電器特點(diǎn)及使用情況， 細(xì)化每個(gè)電路模塊，注重各電路模塊配合，力求開(kāi)關(guān)性能最穩(wěn)定、電路最簡(jiǎn)潔且成本盡量 低。本實(shí)用新型所述的電子開(kāi)關(guān)綜合電路原理圖一如圖19所示，所述電子開(kāi)關(guān)包括 與負(fù)載連接的繼電器J1、繼電器驅(qū)動(dòng)電路3、微控制器電路1、交流信號(hào)檢測(cè)取電電路2 ；其 中交流信號(hào)檢測(cè)取電電路2包括OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路21a、ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電 路22 ο參見(jiàn)圖19和圖5，所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路21a包括電阻R211及二極管 ZD211，所述電阻R211 —端作為OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路21a的輸入端與負(fù)載和繼電器 觸點(diǎn)的連接端Ll連接，二極管ZD211陰極與電阻R211的連接端作為OFF過(guò)零信號(hào)采樣處 理電路21a的輸出端與微控制器電路1的輸入端PSl連接。針對(duì)OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路還可有不同的實(shí)施方式，這里再列舉三種[0050]參見(jiàn)圖6，與上述實(shí)施例不同之處是在OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路21a的電阻 R211和穩(wěn)壓二極管ZD211的陰極之間串聯(lián)一二極管D211。參見(jiàn)圖7，OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路21a包括一射極接地的三極管Q211，三極 管Q211基極通過(guò)電阻R211負(fù)載電源Ll端，集電極作為輸出端接微控制器電路的輸入端口 PS1，并通過(guò)電阻R212接Vcc電源。參見(jiàn)圖8，所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路21a包括一電阻R211及與該電阻串聯(lián) 的二極管D211，電阻R211另一端作為OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路的輸入端與繼電器觸點(diǎn)及 負(fù)載端Ll連接，二極管D211陰極與光電耦合器IC211的輸入端連接并將過(guò)零信號(hào)耦合到 微控制器電路1的輸入端口 PS1。參見(jiàn)圖19和圖9，所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路22包括采樣處理部分22a和場(chǎng) 效應(yīng)管Q221。采樣處理部分22a包括電阻R221及二極管ZD221，電阻R221 —端作為采樣 處理部分22a的輸入端與場(chǎng)效應(yīng)管Q221的漏極D和繼電器觸點(diǎn)的連接端LlO連接，二極管 ZD221的陰極與電阻R221的連接端作為ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路22的輸出端與微控制 器電路1的輸入端PS2連接。所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路22還包括場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路 22c，其輸出端Sm與場(chǎng)效應(yīng)管Q221柵極G連接，其電源端Vm與場(chǎng)效應(yīng)管Q221的漏極D和 繼電器觸點(diǎn)的連接端LlO連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q221的源極S與公共地連接。場(chǎng)效應(yīng)管Q221柵極G也可以與微控制器電路1的輸出端口 PSm直接連接，如圖21 所示；場(chǎng)效應(yīng)管Q221柵極G還可以通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路22c與微控制器電路1的輸出端 口 PSm連接，如圖22所示。針對(duì)ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路還可有不同的實(shí)施方式，這里再列舉四種如圖10和圖20所示，在電阻R221與場(chǎng)效應(yīng)管Q221的漏極D和繼電器觸電的另 一端的連接端LlO之間串聯(lián)一二極管D221。如圖11所示，采用兩只場(chǎng)效應(yīng)管反向串聯(lián)方式，場(chǎng)效應(yīng)管Q221和Q222的漏極D分 別接電源端子L和繼電器Jl的觸點(diǎn)一端L10，其源極S與公共地并聯(lián)，其柵極并聯(lián)后與Sm 或PSm端口連接。電阻R221 —端作為采樣處理部分22a的輸入端與場(chǎng)效應(yīng)管Q221的漏極 D和繼電器觸點(diǎn)的連接端LlO連接，二極管ZD221的陰極與電阻R221的連接端作為ON過(guò)零 信號(hào)采樣處理電路22的輸出端與微控制器電路1的輸入端PS2連接。如圖12所示，與上述實(shí)施例的區(qū)別是在電阻R221與場(chǎng)效應(yīng)管Q222的漏極D和繼 電器觸點(diǎn)的連接端LlO之間串聯(lián)一二極管D221。如圖13所示，與上述實(shí)施例的區(qū)別是在電阻R221與場(chǎng)效應(yīng)管Q221的漏極D和電 源端子的連接端L之間再串聯(lián)一二極管D222。參見(jiàn)圖2、圖3、圖4、圖14以及圖19，交流信號(hào)檢測(cè)取電電路2還包括可在開(kāi)關(guān)開(kāi) 啟期間給本電子開(kāi)關(guān)提供電源供給的ON取電電路22和在開(kāi)關(guān)關(guān)閉期間給本電子開(kāi)關(guān)提供 電源供給的OFF取電電路21b。ON取電電路包括二極管D222和場(chǎng)效應(yīng)管Q221，二極管D222陽(yáng)極與場(chǎng)效應(yīng)管Q221 漏極D和繼電器J的觸點(diǎn)一端LlO連接，極管D222陰極作為電源輸出端與儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電 路4的Vc2端連接。ON取電電路中的場(chǎng)效應(yīng)管Q221和ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路的場(chǎng)效應(yīng)管為同一個(gè) (或兩個(gè))，器件共享。ON取電電路還包括場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路22c，該電路與ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路22中的效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路22c共享。由此可見(jiàn)，ON取電電路和ON過(guò)零信號(hào)采樣 處理電路共享一個(gè)(或兩個(gè))器件和驅(qū)動(dòng)電路，使得在不增加成本的條件下獲得了二倍的 功效。參見(jiàn)圖15，與圖14實(shí)施例的區(qū)別是增加了一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管Q222和二極管D223，可 提高取電能效和降低開(kāi)關(guān)的損耗。將場(chǎng)效應(yīng)管Q221漏極D產(chǎn)生的脈沖電壓引入到儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路4的Vc2端，由 儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路4中的儲(chǔ)能濾波電容C41和穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成電源Vcc供微控制器電路工 作，Vc供給繼電器驅(qū)動(dòng)電路3。參見(jiàn)圖16和圖19，OFF取電電路21b將交流電由負(fù)載Ll端經(jīng)電阻R212和二極管 D212引入到儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路4的Vcl端，由儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路4中的儲(chǔ)能濾波電容C41 和穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成電源Vcc供微控制器電路工作，Vc供給繼電器驅(qū)動(dòng)電路3。參見(jiàn)圖17和圖15，與圖16實(shí)施例不同之處是該OFF取電電路21b與圖15的ON 取電電路組合使用時(shí)，增加的二極管D214和D215可使得該OFF取電電路21b可以交流全 波輸出，輸出能效高。參見(jiàn)圖18，該OFF取電電路21b是一個(gè)微功耗的小型開(kāi)關(guān)電源電路，可有效地降低 電子開(kāi)關(guān)在關(guān)斷期間的待機(jī)能耗，還可輸出一定的電能供電子開(kāi)關(guān)電路使用，待機(jī)電流可 在數(shù)十微安，使得開(kāi)關(guān)帶節(jié)能燈、日光燈以及LED燈不會(huì)使燈閃爍。當(dāng)電子開(kāi)關(guān)的微控制器接到開(kāi)關(guān)開(kāi)啟命令后，微控制器首先將交流信號(hào)檢測(cè)取電 電路中的OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路采集到交流過(guò)零信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到確切的交流 電壓過(guò)零時(shí)間，在交流電壓過(guò)零點(diǎn)前At時(shí)間給繼電器線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓，使繼電器觸點(diǎn) 在交流電壓過(guò)零時(shí)閉合，為繼電器線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓開(kāi)始至繼電器觸點(diǎn)閉合所用的時(shí) 間；同理，當(dāng)電子開(kāi)關(guān)的微控制器接到開(kāi)關(guān)關(guān)斷命令后，微控制器首先將交流信號(hào)檢 測(cè)取電電路中的ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路采集到交流過(guò)零信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到確切 的交流電流過(guò)零時(shí)間，在交流電流過(guò)零點(diǎn)前Atl時(shí)間關(guān)斷繼電器線圈的驅(qū)動(dòng)電壓，使繼電 器觸點(diǎn)在交流電流過(guò)零時(shí)斷開(kāi)，Atl為繼電器線圈關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電壓開(kāi)始至繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)所 用的時(shí)間。這樣就可有效避免觸點(diǎn)閉合和時(shí)產(chǎn)生的瞬間高壓電弧，保護(hù)繼電器觸點(diǎn)。所述電子開(kāi)關(guān)中未具體描述的電路單元均為現(xiàn)有比較成熟的電路單元，因此不再 贅述。以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)現(xiàn)方式，并不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型，在 不脫落本實(shí)用新型構(gòu)思前提下，對(duì)其所做的任何等同替換和微小變化均屬于本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種電子開(kāi)關(guān)，包括與負(fù)載連接的繼電器及繼電器驅(qū)動(dòng)電路、微控制器電路，其特征在于還包括交流信號(hào)檢測(cè)取電電路，其輸入端與繼電器觸點(diǎn)及電源端子連接，其輸出端與微控制器電路輸入端連接；所述微控制器電路輸出端還與繼電器驅(qū)動(dòng)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子開(kāi)關(guān)，其特征在于所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路包括OFF 過(guò)零信號(hào)采樣處理電路和ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路；所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路輸入 端與繼電器觸點(diǎn)連接、輸出端與微控制器電路連接；所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路輸入端 與繼電器觸點(diǎn)連接；或所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)以及電源端子連接、輸出端與 微控制器電路輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子開(kāi)關(guān)，其特征在于所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路至 少包括一電阻及陰極與該電阻連接、陽(yáng)極接地的穩(wěn)壓二極管，所述電阻的一端作為OFF過(guò) 零信號(hào)采樣電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接，穩(wěn)壓二極管陰極與電阻的公共端作為OFF過(guò)零 信號(hào)采樣處理電路輸出端與微控制器電路輸入端連接；或者，所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路包括一電阻和與所述電阻串聯(lián)的二極管及陰極與所 述二極管陰極連接、陽(yáng)極接地的穩(wěn)壓二極管，所述電阻的另一端作為OFF過(guò)零信號(hào)采樣電 路輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接，穩(wěn)壓二極管陰極與二極管陰極的公共端作為OFF過(guò)零信號(hào)采 樣處理電路輸出端與微控制器電路連接；或者，所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路包括一射極接地的三極管，所述三極管基極通過(guò)電阻 接交流電源L端，集電極作為輸出端并通過(guò)電阻接Vcc電源；或者，所述OFF過(guò)零信號(hào)采樣處理電路包括一電阻及與該電阻串聯(lián)的二極管，所述電阻另一 端作為OFF過(guò)零信號(hào)采樣電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接，二極管陰極信號(hào)通過(guò)光耦耦合到 信號(hào)處理電路輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子開(kāi)關(guān)，其特征在于所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路至少 包括一二極管，所述二極管陽(yáng)極作為ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路的輸入端與繼電器觸點(diǎn)的 一端或電源端子連接，二極管陰極作為ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路的輸出端與微控制器電 路連接。
5.如權(quán)利要求4所述的電子開(kāi)關(guān)，其特征在于所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路還包括 至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，其源極與電源端子連接，其漏極與繼電器觸點(diǎn)的一端連接，其柵極與微 控制器連接或通過(guò)一三極管與微控制器連接；或者，所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路還包括一場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，其輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng) 管柵極連接，其電源端與場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接；或者，所述ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路還包括一場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路，其輸出端與所述場(chǎng)效應(yīng) 管柵極連接，其輸入端與微控制器電路的一輸出端連接，其電源端與場(chǎng)效應(yīng)管漏極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子開(kāi)關(guān)，其特征在于進(jìn)一步包括儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路， 所述儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路從交流電源取電后一路輸出電壓Vcc給微控制器供電，另一路輸出 電壓Vc給繼電器供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子開(kāi)關(guān)，其特征在于所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路還包括 用于給儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路提供基礎(chǔ)電源的ON取電電路；所述ON取電電路包括至少一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管及一個(gè)二極管，所述場(chǎng)效應(yīng)管由ON過(guò)零信號(hào)采樣處理電路中的場(chǎng)效應(yīng)管兼用；所述二極管陽(yáng)極與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極或源極連接，其陰極 為直流輸出端與儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子開(kāi)關(guān)，其特征在于交流信號(hào)檢測(cè)取電電路還包括用于 給儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路提供基礎(chǔ)電源的OFF取電電路；所述OFF取電電路包括一電阻及陽(yáng)極與該電阻串聯(lián)的二極管，所述電阻另一端作為電 路輸入端與負(fù)載電源端子連接，二極管陰極作為電路輸出端與儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路輸入端連 接；或者，進(jìn)一步包括一二極管，其陽(yáng)極接地，陰極接上述電阻及二極管的交點(diǎn)；或者， 更進(jìn)一步增加一二極管，該二極管陽(yáng)極接電源端子，陰極接儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子開(kāi)關(guān)，其特征在于交流信號(hào)檢測(cè)取電電路還包括用于 給儲(chǔ)能濾波穩(wěn)壓電路提供基礎(chǔ)電源的OFF取電電路；所述OFF取電電路為開(kāi)關(guān)電源電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種交流過(guò)零通斷的電子開(kāi)關(guān)。所述電子開(kāi)關(guān)包括與負(fù)載連接的繼電器，及繼電器驅(qū)動(dòng)電路、微控制器電路、交流信號(hào)檢測(cè)取電電路，所述交流信號(hào)檢測(cè)電路輸入端與繼電器觸點(diǎn)連接、輸出端與微控制器電路輸入端連接；所述微控制器電路輸出端與繼電器驅(qū)動(dòng)電路連接；所述交流信號(hào)檢測(cè)取電電路包括OFF信號(hào)采樣處理電路、ON信號(hào)采樣處理電路以及信號(hào)處理電路。本實(shí)用新型所述電路采用微控制器控制開(kāi)關(guān)繼電器觸點(diǎn)在交流電源過(guò)零瞬間切換，避免了電子開(kāi)關(guān)繼電器由于觸點(diǎn)閉合或斷開(kāi)瞬時(shí)產(chǎn)生的電弧及浪涌沖擊而易損壞的問(wèn)題，顯著提高了繼電器觸點(diǎn)的負(fù)載能力及壽命，使開(kāi)關(guān)性能更加穩(wěn)定、安全；且所述電路成本低，易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H03K17/08GK201629723SQ20092029616
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者廖智鑫, 熊大勇, 金德奎 申請(qǐng)人:重慶恩林電器有限公司