[发明专利]一种基于高精度过零检测的继电器保护电路

说明书

本发明公开了一种基于高精度过零检测的继电器保护电路，包括依次电连接的整流电路、信号发生电路、滤波电路、整形电路和处理器，其中：整流电路，用于将交流电转换为正波形电压；信号发生电路，包括第一二极管、第一电容、第九电阻、第一晶体管和光耦，通过控制第一晶体管的开关实现光耦的通断；处理器连接至少一个继电器，用于接收输出信号并记录继电器的动作次数，当光耦关断时接收第一输出信号，当光耦导通时接收第二输出信号，在检测到第二输出信号变化为第一输出信号时判断为交流电零点，控制继电器在交流电零点通断。该装置可实现继电器在交流电零点准确通断并可同时控制多个继电器动作，使用寿命长，精度高、体积小、成本低、稳定可靠。

技术领域

本发明属于继电器保护技术领域，具体涉及一种基于高精度过零检测的继电器保护电路。

背景技术

随着工业化水平的不断提高，智能化家电产品日益增多，也越来越离不开继电器的控制。如长期以来厨电产品的加热系统中常采用继电器控制加热部件，但因厨电产品均由市电供电，继电器触点常因打火和拉弧而损坏，使得继电器失效，产品不能使用，严重影响厨电产品的可靠性及使用寿命。

目前大多数的继电器都是通过增加过零检测电路。通过检测过零点，在过零点时导通继电器，避免继电器触点收到大的电流冲击损坏。但是现有的过零检测电路存在如下缺陷：一是产品电路结构简单，如直接在市电上串联一个电阻和光耦，因为光耦的电流传输比值(CTR)范围较大，光耦在电压上升过程中导通及电压下降中截止的速率会有所不同，使处理器接收的信号有较大的误差范围，导致检测不精确；二是光耦的输出端通常直接通过电阻连到处理器，处理器接收到的变化信号(如下降沿)倾斜角度会比较大，容易造成处理器误判。因此，提出一种基于高精度过零检测的继电器保护电路。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提出一种基于高精度过零检测的继电器保护电路，可实时检测交流电零点，并根据继电器的动作次数确定动作时间，实现继电器在交流电零点准确通断，使用寿命长，并可同时控制多个继电器动作，具有高精度、小体积、低成本、稳定可靠的特点。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提出的一种基于高精度过零检测的继电器保护电路，用于实现继电器在交流电零点的通断，基于高精度过零检测的继电器保护电路包括依次电连接的整流电路、信号发生电路、滤波电路、整形电路和处理器，其中：

整流电路，用于将交流电转换为正波形电压；

信号发生电路，包括第一二极管D1、第一电容C1、第九电阻R9、第一晶体管Q1和光耦U1，整流电路连接所述第九电阻R9的两端，第一二极管D1的正极和第一晶体管Q1的第一极分别与第九电阻R9的一端连接，第一电容C1的一端和光耦U1的阴极分别与第九电阻R9的另一端连接，第一电容C1的另一端分别与第一二极管D1的负极和第一晶体管Q1的第二极连接，光耦U1的阳极与第一晶体管Q1的第三极连接，通过控制第一晶体管Q1的开关实现光耦U1的通断；

处理器连接至少一个继电器，用于接收经滤波电路和整形电路处理后的输出信号，并记录各继电器的动作次数，当第一晶体管Q1断开时，光耦U1关断，信号发生电路将第一输出信号发送至处理器，当第一晶体管Q1导通时，光耦U1导通，信号发生电路将第二输出信号发送至处理器，处理器在检测到第二输出信号变化为第一输出信号时判断为交流电零点，并根据各继电器的动作次数对应确定其动作时间，实现继电器在交流电零点通断。

优选地，整流电路包括第二二极管D2，第二二极管D2的正极与电源火线ACL1连接，负极分别与第一二极管D1的正极、第一晶体管Q1的第一极和第九电阻R9的一端连接，光耦U1的阴极还与电源零线ACN1连接。

优选地，整流电路还包括第八电阻R8和第十电阻R10，第二二极管D2的正极通过第八电阻R8与电源火线ACL1连接，光耦U1的阴极通过第十电阻R10与电源零线ACN1连接。