带有感性负载的继电器控制方法及家用电器技术

本发明专利技术公开了一种带有感性负载的继电器控制方法及家用电器，所述继电器的活动触点连接在感性负载的交流供电回路中，对感性负载的交流供电进行开关控制；在对感性负载进行断电控制时，检测交流供电的电压过零时刻，并在检测到电压过零时再过T×n+ΔT-T2，停止向继电器的线圈供电，控制继电器的活动触点动作，使感性负载断电；其中，，f为交流供电的频率；，为感性负载的功率因数；T2为继电器从线圈断电到其活动触点动作所需的时间；n为自然数。本发明专利技术采用在交流电流过零时刻控制继电器的活动触点动作，实现对感性负载的通断电控制，由此杜绝了继电器在活动触点开断瞬间打火现象的发生，延长了继电器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于供电控制
，具体地说，是涉及一种针对用于控制感性负载通断电的继电器所设计的一种控制其活动触点在零电流时开断的控制方法以及所述控制方法在带有感性负载的家电产品上的应用。
技术介绍
现有的家用电器，例如空调器等，广泛采用继电器进行负载控制，且负载大多为电动机等感性负载，这使得继电器在开断瞬间往往会产生触点打火放电的现象。究其原因是 当继电器触点在断开的瞬间，感性负载的电容电压会升高，而此时触点间的距离很小，当其两端的电压升高到能够击穿触点之间的空气时，触点间重新导通，电流流过击穿的空气，而产生放电打火现象，严重威胁着家用电器的安全。目前，市场上的家电产品为减少此类现象的发生，均采用在继电器的活动触点与感性负载的连接线路上增加阻容模块的电路设计方式，当继电器触点断开时，感性负载上的能量迅速通过阻容模块进行释放，使得触点间的电压不足以击穿触点间的空气，由此来达到避免触点间打火放电现象产生的目的。但是，这种设计方式需要在继电器的每个活动触点上均配置一组阻容模块，不仅硬件成本高，而且都不能完全有效地杜绝继电器触点的打火问题，严重影响着继电器的使用寿命，因此，不是一种理想的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种带有感性负载的继电器控制方法，以解决继电器活动触点开断瞬间的打火放电问题，提高电器产品运行的安全性。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现一种带有感性负载的继电器控制方法，所述继电器的活动触点连接在感性负载的交流供电回路中，对感性负载的交流供电进行开关控制；在对感性负载进行断电控制时，检测交流供电的电压过零时刻，并在检测到电压过零时再过ΤΧΠ+ΔΤ-Τ2毫秒，停止向继电器的线圈供电，控制继电器的活动触点动作，使感性负载断电；其中，所述Γ = ‘χ1000毫秒，f为交流供电的频率；AT=a^fs ^-jXlOOO毫秒2f2πχ V为感性负载的功率因数；Τ2为继电器从线圈断电到其活动触点动作所需的时间，单位为毫秒；η为自然数。进一步的，所述η取使TXn+Δ ΤΧΓ2的最小自然数。再进一步的，在对所述感性负载进行供电控制时，检测交流供电的电压过零时刻， 并在检测到电压过零时再过T-Tl毫秒，为继电器的线圈加电，控制其活动触点动作，向感性负载供电；其中，所述Tl为继电器从线圈加电到其活动触点动作所需的时间，单位为毫秒。优选的，所述活动触点为继电器的常开触点，所述Tl为继电器从线圈加电到其常开触点吸合所需的时间；所述T2为继电器从线圈断电到其常开触点断开所需的时间。更进一步的，所述交流供电经由一桥式整流电路将交流供电的负半周电压翻转到正半周，形成波浪形的电压波形输出至一开关元件，通过控制所述开关元件通断以形成脉冲波形输出至一处理器；所述处理器根据接收到的脉冲波形识别交流供电的电压过零时刻，进而对继电器的线圈进行通断电控制。基于上述带有感性负载的继电器控制方法，本专利技术还提供了一种采用该控制方法设计的家用电器，包括处理器、感性负载和继电器，所述继电器的活动触点连接在感性负载的交流供电回路中，对感性负载的交流供电进行开关控制；其中，所述处理器在对感性负载进行断电控制时，首先检测交流供电的电压过零时刻，并在检测到电压过零时延时 ΤΧη+ΔΤ-Τ2毫秒，停止向继电器的线圈供电，控制继电器的活动触点动作，使感性负载断电；在这里，所述r=‘xiooo毫秒，f为交流供电的频率；at = mc:s t^xlOOO毫秒” ^tζπχ 为感性负载的功率因数；Τ2为继电器从线圈断电到其活动触点动作所需的时间，单位为毫秒；η为自然数。 优选的，所述η取使T X η+ Δ Τ>Τ2的最小自然数。进一步的，所述处理器在对感性负载进行供电控制时，首先检测交流供电的电压过零时刻，并在检测到电压过零时延时T-Ti毫秒，为继电器的线圈加电，控制其活动触点动作，向感性负载供电；其中，所述Tl为继电器从线圈加电到其活动触点动作所需的时间， 单位为毫秒。再进一步的，在所述家用电器中还设置有桥式整流电路和开关元件，所述桥式整流电路的交流侧连接交流供电，将交流供电的负半周电压翻转到正半周，通过其直流侧输出波浪形的电压波形至所述的开关元件，通过控制开关元件通断以形成脉冲波形输出至处理器；所述处理器根据接收到的脉冲波形识别交流供电的电压过零时刻。优选的，所述开关元件为一 NPN型三极管，所述三极管的基极连接桥式整流电路的直流侧，发射极接地，集电极分别与直流电源和所述的处理器相连接，向处理器输出脉冲波形；所述处理器在检测到高电平脉冲信号时判定为交流供电的电压过零时刻。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是本专利技术采用在交流供电的电流过零时刻控制继电器的活动触点动作，以实现对感性负载的通断电控制，由此可以彻底杜绝继电器的活动触点在开断瞬间放电打火现象的发生，延长了继电器的使用寿命，消除了继电器开断打火所造成的安全隐患，提高了家电等电器产品运行的安全性。结合附图阅读本专利技术实施方式的详细描述后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1是本专利技术所提出的带有感性负载的继电器控制方法的控制流程图； 图2是实施图1所示继电器控制方法所基于的硬件电路构建框图3是图2中交流电压过零检测电路的一种实施例的电路原理图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细地描述。实施例一，本实施例为了解决带感性负载的继电器在开断瞬间易产生触点打火放电的问题，从继电器活动触点的开断时序出发，提出了一种在交流供电的电流过零时刻控制继电器的活动触点动作的控制策略，以避免感性负载上储存的电荷施加到继电器的活动触点上，造成触点两端放电打火现象的发生。下面从硬件电路的构成和软件流程的设计两方面出发，对本实施例的继电器零电流开断方法进行具体阐述。 首先，介绍实现所述继电器零电流开断方法所基于的基本硬件电路构成，参见图2 所示，包括继电器J1、感性负载、处理器MCU和交流电压过零检测电路。其中，将所述继电器Jl的活动触点Jl-I连接在感性负载的交流供电回路中，对于所述活动触点Jl-I是选用常开触点还是常闭触点，以及其在交流供电回路中的具体连接方式本实施例不做具体的限制，只要能够通过控制活动触点Jl-I吸合和断开实现对感性负载的交流通断电控制即可。 在这里，仅以选用继电器Jl的常开触点Jl-I串联在交流供电AC与感性负载之间的供电线路中为例进行具体说明。对于继电器Jl的线圈J1-2采用MCU对其进行供电控制，MCU通过控制继电器Jl的线圈J1-2加电或者断电，来达到控制活动触点Jl-I动作，进而对感性负载实现交流通断电控制的设计要求。对于交流供电AC的电流过零检测，传统的实现方法是在交流供电线路中增加电流互感器，但是硬件成本相对较高，应用在家用电器产品中，不利于家电产品的整机成本控制。为此，本实施例提出了一种交流电压过零检测电路的结构设计，通过检测交流供电AC 的电压过零时刻，利用MCU间接地计算出交流电流的过零时刻，以确定继电器Jl活动触点的开断时间。作为本实施例的一种优选设计方案，所述交流电压过零检测电路可以采用桥式整流电路配合一开关元件组建实现，如图3所示。其中，桥式整流电路可以采用四个二极管Dl、D4、D5、D7连接而成，将其交流侧连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高思云，陈建兵，张新建，
申请(专利权)人：海信山东空调有限公司，
类型：发明
国别省市：