一种防止继电器触点粘连的控制装置的制作方法

1.本实用新型属于继电器技术领域，具体涉及一种防止继电器触点粘连的控制装置。


背景技术：

2.目前，随着自动控制电路的不断完善，控制器上的控制输出继电器后端连接的各种类型负载相应增多，其中大小不一的容性负载和感性负载在触点吸合和断开瞬间会产生几十倍以上的浪涌电流，特别是在交流电源的特殊相位角通断过程中，可能依次开关就会造成继电器的触点氧化损坏，造成粘连现象，最终导致整个设备控制失效，产生严重后果，此外，继电器的触点状态无法获知，触点粘连后，不能及时进行设备更换。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种防止继电器触点粘连的控制装置。
4.具体方案如下：
5.一种防止继电器触点粘连的控制装置，包括控制器、过零检测单元、继电器单元、电流采样单元、通讯单元、显示单元和供电单元，所述供电单元通过过零检测单元与所述控制器电连接，所述控制器与所述继电器单元电连接，所述继电器单元的输出端与电流采样单元电连接，所述电流采样单元、通讯单元和显示单元均与所述控制器电连接。
6.所述供电单元包括交流电输入端和稳压单元，所述交流电输入端通过过零检测单元与所述控制器电连接，所述控制器、过零检测单元、继电器单元、通讯单元和显示单元均与稳压单元电连接。
7.所述稳压单元包括降压变压器、桥式整流电路和三端稳压器，所述交流电输入端通过降压变压器与所述桥式整流电路电连接，所述桥式整流电路与三端稳压器电连接。
8.所述过零检测单元包括第一分压电阻和比较器，所述供电单元通过第一分压电阻与所述比较器电连接，所述比较器与所述控制器电连接。
9.所述继电器单元包括驱动三极管和继电器，所述控制器通过驱动三极管与所述继电器连接，所述继电器包括防护二极管、线圈、切换端和常开触点，所述常开触点与切换端可接触连接，所述切换端与所述线圈电磁感应连接，所述线圈的一端与所述驱动三极管电连接，所述线圈的另一端与所述供电单元电连接，所述线圈两端并接有防护二极管。
10.所述电流采样单元包括采样电阻、第二分压电阻和采样三极管，所述继电器单元的输出端与采样电阻电连接，所述采样电阻与第二分压电阻电连接，所述第二分压电阻通过采样三极管与所述控制器电连接。
11.所述通讯单元为九针串口、2g模块、4g模块或nb模块中的任意一种，所述显示单元为液晶显示屏。
12.本实用新型公开了一种防止继电器触点粘连的控制装置，包括有控制器、过零检测单元和继电器单元，过零检测单元用于检测交流电的零点电位，并将零点电位输入至控
制器中，控制器在零点电位时，驱动继电器单元动作，在零点电位时闭合，浪涌电流较小，避免了继电器触点粘连的风险，此外，电流采样单元可将继电器单元的断开或闭合状态反馈至控制器中，控制器通过显示单元显示当前继电器的开合状态，或者通过通讯单元将继电器的开合状态进行远端传送，便于及时获取继电器的状态。
附图说明
13.图1是本实用新型的总体结构示意图。
14.图2是过零检测单元的电路结构示意图。
15.图3是供电单元的电路结构示意图。
16.图4是继电器单元和电流采用单元的电路结构示意图。
17.图5是控制器驱动继电器动作的时间点的示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施，而不是全部的实施，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.如图1所示，一种防止继电器触点粘连的控制装置，包括控制器6、过零检测单元9、继电器单元4、电流采样单元5、通讯单元8、显示单元7和供电单元1，所述供电单元1通过过零检测单元9与所述控制器6电连接，所述控制器6与所述继电器单元4电连接，所述继电器单元4的输出端与电流采样单元5电连接，所述电流采样单元5、通讯单元8和显示单元7均与所述控制器6电连接。
20.所述供电单元1包括交流电输入端2和稳压单元3，所述交流电输入端2通过过零检测单元9与所述控制器6电连接，所述控制器6、过零检测单元9、继电器单元4、通讯单元8和显示单元7均与稳压单元3电连接。
21.如图3所示，所述稳压单元3包括降压变压器12、桥式整流电路13和三端稳压器，所述交流电输入端2通过降压变压器12与所述桥式整流电路13电连接，所述桥式整流电路13与三端稳压器电连接，所述三端稳压器包括7912和7805，所述7912为12v稳压器，所述7805为5v稳压器。
22.所述稳压单元3将50hz，220v的交流电降压整理为12v直流电源和5v直流电源，为控制器6、过零检测单元9、继电器单元4和通讯单元8的正常工作提供合适的工作电压。
23.如图2所示，所述过零检测单元9包括第一分压电阻10和比较器11，所述供电单元1通过第一分压电阻10与所述比较器11电连接，所述比较器11与所述控制器6电连接。220v交流电经过第一分压电阻10后被分压后衰减，分压后的电压输入至比较器11的正相端，而分压器11的反相端与电源地连接，相当于零点，在交流输入超过零基准电压时，比较器11的输出状态会发生一次跳变，控制器根据跳变信号即可检测到交流电的零点时刻。
24.如图4所示，所述继电器单元4包括驱动三极管14和继电器，所述控制器6通过驱动三极管14与所述继电器连接，所述继电器包括防护二极管16、线圈15、切换端18和常开触点17，所述常开触点17与切换端18可接触连接，所述切换端18与所述线圈15电磁感应连接，所
述线圈15的一端与所述驱动三极管14电连接，所述线圈15的另一端与所述供电单元1电连接，所述线圈15两端并接有防护二极管16。
25.控制器6向驱动三极管14发送不同的高低电平信号可以驱使继电器的开合。在本实施例中，控制器6向驱动三极管14发送高电平信号，驱动三极管14得电导通，驱动三极管14导通后，会使得继电器的线圈15得电，线圈15得电后在电磁力的作用下切换端18与常开触点17接触导通，从而使得负载22开始工作，同时电流采样单元5中采集到有电流流通。
26.控制器6向驱动三极管14发送低电平信号，驱动三极管14为截止状态，此时继电器线圈15掉电，切换端18断开与触点17的连接状态，负载22停止工作，电流采样单元5中无电流流通。
27.对本领域技术人员来说，继电器触点的吸合时间和断开时间是相同的，所述吸合时间为切换端18从开始动作到与触点17完全接触所消耗的时间，所述断开时间是切换端18从与触点17完全接触到切换端18与触点完全断开所消耗的时间。
28.如图5所示，对于50hz，220v的交流电来说是一个正弦波，它的周期是一个固定的值，即为1/50hz=20ms，在一个周期内，具有两个零点值，在过零检测单元检测到一个零点值后，控制器会延时一段时间，在下一个零点到来时，驱动继电器单元4动作，从而使得继电器单元4中的继电器动作时，具有较小的浪涌电流，避免了继电器触点出现粘连的现象。
29.通过对继电器多次测量得到所述继电器触点的吸合时间或断开时间均为ts，并将继电器触点的吸合时间或断开时间ts预先存储至控制器6中，在过零检测单元9检测到交流电零点时，为了保证在下一个交流电的零点时，继电器处于吸合或断开状态，需要在下一个交流电零点到达之前，提前ts的时间向继电器单元4发送驱动信号，以恰好保证在交流零点时，继电器处于吸合或断开状态，避免了触点的粘连。
30.所述控制器6为单片机，单片机内包含有计时器，在控制器6检测到零点后，计时器开始工作，当计时器计时时长tm=10-ts时，控制器6向继电器单元4发送驱动信号，保证在交流零点时，继电器处于吸合或断开状态，避免了触点的粘连。
31.所述电流采样单元5包括采样电阻21、第二分压电阻19和采样三极管20，所述继电器单元4的输出端与采样电阻21电连接，所述采样电阻21与第二分压电阻19电连接，所述第二分压电阻19通过采样三极管20与所述控制器6电连接。
32.所述通讯单元8为九针串口、2g模块、4g模块或nb模块中的任意一种，所述显示单元7为液晶显示屏。
33.在继电器触点导通时，在采样电阻21中有电流流通时，采样三极管20处于导通状态，此时采样三极管20向控制器6发送低电平信号，控制器6将低电平信号发送至显示单元进行显示或通过通讯单元8进行远端传输，以为人工查看继电器状态做参考。
34.在继电器触点断开时，在采样电阻21中无电流流通时，采样三极管20处于截止状态，此时采样三极管20向控制器6发送高电平信号，控制器6将高电平信号发送至显示单元进行显示或通过通讯单元8进行远端传输，以为人工查看继电器状态做参考。
35.所述防止继电器触点粘连的控制装置，具体工作过程为：
36.过零检测单元9检测到交流电的零点值后，过零检测单元9向控制器6发送跳转信号，控制器6中存储有继电器触点导通或断开的时间ts和交流电的半周期时间值10ms，在控制器6接收到跳转信号后，开始计时，在计时的值达到10ms-ts时，控制器6向继电器单元发
送高电平信号或低电平信号，高电平信号驱动继电器触点导通，此时继电器后端连接的负载开始工作，低电平信号驱动继电器触点断开，此时，继电器后端连接的负载停止工作；
37.在继电器导通或断开时，电流采样单元进行电流采样，采样三极管20向控制器6发送不同的电平信号，控制器6将不同的电平信号发送至显示单元进行显示或通过通讯单元8进行远端传输，以为人工查看继电器状态做参考。
38.本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种防止继电器触点粘连的控制装置，其特征在于：包括控制器（6）、过零检测单元（9）、继电器单元（4）、电流采样单元（5）、通讯单元（8）、显示单元（7）和供电单元（1），所述供电单元（1）通过过零检测单元（9）与所述控制器（6）电连接，所述控制器（6）与所述继电器单元（4）电连接，所述继电器单元（4）的输出端与电流采样单元（5）电连接，所述电流采样单元（5）、通讯单元（8）和显示单元（7）均与所述控制器（6）电连接。2.根据权利要求1所述的防止继电器触点粘连的控制装置，其特征在于：所述供电单元（1）包括交流电输入端（2）和稳压单元（3），所述交流电输入端（2）通过过零检测单元（9）与所述控制器（6）电连接，所述控制器（6）、过零检测单元（9）、继电器单元（4）、通讯单元（8）和显示单元（7）均与稳压单元（3）电连接。3.根据权利要求2所述的防止继电器触点粘连的控制装置，其特征在于：所述稳压单元（3）包括降压变压器（12）、桥式整流电路（13）和三端稳压器，所述交流电输入端（2）通过降压变压器（12）与所述桥式整流电路（13）电连接，所述桥式整流电路（13）与三端稳压器电连接。4.根据权利要求1所述的防止继电器触点粘连的控制装置，其特征在于：所述过零检测单元（9）包括第一分压电阻（10）和比较器（11），所述供电单元（1）通过第一分压电阻（10）与所述比较器（11）电连接，所述比较器（11）与所述控制器（6）电连接。5.根据权利要求1所述的防止继电器触点粘连的控制装置，其特征在于：所述继电器单元（4）包括驱动三极管（14）和继电器，所述控制器（6）通过驱动三极管（14）与所述继电器连接，所述继电器包括防护二极管（16）、线圈（15）、切换端（18）和常开触点（17），所述常开触点（17）与切换端（18）可接触连接，所述切换端（18）与所述线圈（15）电磁感应连接，所述线圈（15）的一端与所述驱动三极管（14）电连接，所述线圈（15）的另一端与所述供电单元（1）电连接，所述线圈（15）两端并接有防护二极管（16）。6.根据权利要求1所述的防止继电器触点粘连的控制装置，其特征在于：所述电流采样单元（5）包括采样电阻（21）、第二分压电阻（19）和采样三极管（20），所述继电器单元（4）的输出端与采样电阻（21）电连接，所述采样电阻（21）与第二分压电阻（19）电连接，所述第二分压电阻（19）通过采样三极管（20）与所述控制器（6）电连接。7.根据权利要求1所述的防止继电器触点粘连的控制装置，其特征在于：所述通讯单元（8）为九针串口、2g模块、4g模块或nb模块中的任意一种，所述显示单元（7）为液晶显示屏。

技术总结
本实用新型公开了一种防止继电器触点粘连的控制装置，包括控制器、过零检测单元、继电器单元、电流采样单元、通讯单元、显示单元和供电单元，所述供电单元通过过零检测单元与所述控制器电连接，所述控制器与所述继电器单元电连接，所述继电器单元的输出端与电流采样单元电连接，所述电流采样单元、通讯单元和显示单元均与所述控制器电连接，控制器在零点电位时，驱动继电器单元动作，在零点电位时闭合，浪涌电流较小，避免了继电器触点粘连的风险。避免了继电器触点粘连的风险。避免了继电器触点粘连的风险。


技术研发人员：吴有广 张志华 孙嵘
受保护的技术使用者：郑州椿长仪器仪表有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/9/3