專(zhuān)利名稱(chēng)：一種智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于開(kāi)關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
機(jī)電在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，由于控制機(jī)電開(kāi)關(guān)大多使用 的是觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)，這種設(shè)備在大電流負(fù)載運(yùn)行情況下，開(kāi)關(guān)在 從開(kāi)-關(guān)和關(guān)-開(kāi)動(dòng)作時(shí)不可避免的出現(xiàn)電弧現(xiàn)象，嚴(yán)重影響開(kāi)關(guān)的使 用壽命，同時(shí)產(chǎn)生的電弧也會(huì)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)安全構(gòu)成威脅。
常規(guī)的固態(tài)繼電器使用半導(dǎo)體器件做開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)雖然是一 種無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，但是由于半導(dǎo)體的導(dǎo)通電壓降比較大導(dǎo)致了固態(tài)繼電 器發(fā)熱會(huì)比較嚴(yán)重，在很多場(chǎng)合無(wú)法取代傳統(tǒng)繼電器開(kāi)關(guān)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不 足，提供一種在開(kāi)關(guān)動(dòng)作過(guò)程中既不會(huì)產(chǎn)生電弧現(xiàn)象，也不會(huì)有發(fā)熱 現(xiàn)象產(chǎn)生的智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)。
解決本實(shí)用新型技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該智能型復(fù)合開(kāi) 關(guān)，包括無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路和其控制電路，所述無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路包括由
2片反向并聯(lián)的單相可控硅構(gòu)成的交流開(kāi)關(guān)電路以及與之并聯(lián)的觸 點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)，當(dāng)要求閉合時(shí)，由控制電路先控制交流開(kāi)關(guān)電路導(dǎo) 通，經(jīng)過(guò)延時(shí)后再控制觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)要求斷開(kāi)時(shí)，控制 電路先控制觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，經(jīng)過(guò)延時(shí)后再斷開(kāi)交流開(kāi)關(guān)電 路。
所述控制電路可采用MCU智能開(kāi)關(guān)控制電路。MCU智能開(kāi)關(guān)控制 電路可包括PIC單片機(jī)、開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路，開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路采集 到的開(kāi)關(guān)信號(hào)傳送到PIC單片機(jī)的輸入/輸出端口后，由PIC單片機(jī)根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)的有無(wú)控制無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路的閉合或斷開(kāi)。
所述開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路包括光電藕荷器L以及電阻R1、電阻R3，
當(dāng)有開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入時(shí)，電流通過(guò)電阻R3和光電藕荷器L的原邊，光
電藕荷器L的副邊導(dǎo)通，PIC單片機(jī)采集到低電平；當(dāng)沒(méi)有開(kāi)關(guān)信號(hào)
輸入時(shí)，光電藕荷器L的原邊沒(méi)有電流，光電藕荷器L的副邊截止，
PIC單片機(jī)采集到高電平；PIC單片機(jī)的輸入/輸出端口通過(guò)采集到此
電平變化，從而判斷幵關(guān)信號(hào)的有無(wú)。
優(yōu)選的是，MCU智能開(kāi)關(guān)控制電路中還包括有電壓采樣電路，電 壓釆樣電路將采集到的輸入交流電壓信號(hào)傳送到PIC單片機(jī)的模/數(shù) 轉(zhuǎn)換端口， PIC單片機(jī)根據(jù)此輸入交流電壓信號(hào)判斷輸入電壓是否正 常，當(dāng)輸入電壓正常時(shí)，再判斷是否有開(kāi)關(guān)信號(hào)，根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)的有 無(wú)控制無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路閉合或斷開(kāi)。
所述電壓采樣電路由串聯(lián)于輸入交流電源輸入端的二極管D、電 容C、電阻R2組成，當(dāng)交流電輸入時(shí)，通過(guò)二極管D整流、電容C 與電阻R2分壓后，電阻R2兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和輸入電壓成比例的直流 電壓信號(hào)，由PIC單片機(jī)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換端口采集到該直流電壓信號(hào)， 再通過(guò)PIC單片機(jī)運(yùn)算處理判斷輸入電壓是否正常。
本實(shí)用新型是一種智能無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，釆用將繼電器和可控硅復(fù) 合使用的方式，將可控硅的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)和繼電器的低導(dǎo)通損耗特點(diǎn)完 美結(jié)合，并由PIC單片機(jī)進(jìn)行智能控制，對(duì)輸入電源進(jìn)行檢測(cè)判斷， 輸入輸出端有故障時(shí)不會(huì)工作，從而使本復(fù)合開(kāi)關(guān)使用更安全可靠。
對(duì)于繼電器之類(lèi)的機(jī)械開(kāi)關(guān)，在開(kāi)關(guān)過(guò)程時(shí)，由于通電的觸點(diǎn) 由通到斷，電流和電壓在瞬間發(fā)生變化，而開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)間距由非常小 逐漸變大，在觸點(diǎn)之間間距不是特別大的時(shí)候，觸點(diǎn)之間的空氣絕緣 強(qiáng)度不夠，在電壓和電流作用下，空氣發(fā)生了導(dǎo)電現(xiàn)象，即產(chǎn)生了電 弧。電弧發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高溫度，縮短觸點(diǎn)的壽命甚至毀壞觸點(diǎn)。 而本復(fù)合開(kāi)關(guān)沒(méi)有傳統(tǒng)繼電器開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作電弧現(xiàn)象，繼電器不用 承受開(kāi)關(guān)電弧的影響，也沒(méi)有固態(tài)繼電器的導(dǎo)通壓降大、工作發(fā)熱嚴(yán) 重等缺點(diǎn)，開(kāi)關(guān)的使用壽命也大大延長(zhǎng)，因此本復(fù)合開(kāi)關(guān)能在一定程 度上解決電氣使用的安全問(wèn)題。

圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖
圖2為本實(shí)用新型MCU智能開(kāi)關(guān)控制電路的電路結(jié)構(gòu)圖
圖中Rl、 R2、 R3—電阻 D—二極管 L一光電藕荷器 C一電
容l一交流開(kāi)關(guān)電路2—觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān) 3—無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電
路 4 —MCU智能幵關(guān)控制電路
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 下面實(shí)施例為本實(shí)用新型的非限定性實(shí)施例。
實(shí)施例1:
如圖l所示，本實(shí)用新型智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)包括無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路3
和其控制電路，所述無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路3包括由2片反向并聯(lián)的單相可 控硅構(gòu)成的交流開(kāi)關(guān)電路1以及與之并聯(lián)的觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)2。本 實(shí)施例中，控制電路可采用MCU智能開(kāi)關(guān)控制電路4，其中的PIC單 片機(jī)采用美國(guó)Microchip公司生產(chǎn)的型號(hào)為PIC16F676的單片機(jī)。
圖2為MCU智能開(kāi)關(guān)控制電路4的原理圖。如圖2所示，MCU 智能開(kāi)關(guān)控制電路4主要由PIC單片機(jī)、電壓采樣電路、開(kāi)關(guān)信號(hào)輸 入電路組成。
電壓采樣電路由串聯(lián)于輸入交流電源的輸入端的二極管D、電容 C、電阻R2組成，當(dāng)交流電輸入時(shí)，通過(guò)二極管D整流、電容C與電 阻R2分壓后，電阻R2兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和輸入電壓成比例的直流電壓 信號(hào)，由PIC單片機(jī)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換端口采集，通過(guò)PIC單片機(jī)程序運(yùn) 算處理判斷輸入電壓是否正常，經(jīng)過(guò)判斷后控制所述無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路 閉合或斷開(kāi)。
開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路包括光電藕荷器L以及電阻R1、電阻R3，其 中電阻R3連接在光電藕荷器L的輸入端(即原邊)，電阻R1連接在 光電藕荷器L的輸出端(即副邊)。當(dāng)有開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入時(shí)，光電藕荷 器L導(dǎo)通，電流通過(guò)電阻R3和光電藕荷器L的原邊，光電藕荷器的副邊導(dǎo)通，PIC單片機(jī)的1/0端口 (輸入/輸出端口)采集到低電平 (0V);當(dāng)沒(méi)有開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入時(shí)，光電藕荷器L不導(dǎo)通，光電藕荷器
L的原邊沒(méi)有電流，光電藕荷器L的副邊截止，PIC單片機(jī)的I/0端 口采集到高電平(VCC) 。 PIC單片機(jī)的I/O端口通過(guò)采集到此電平 變化，從而判斷開(kāi)關(guān)信號(hào)的有無(wú)。
當(dāng)本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)連接交流電源和負(fù)載后，MCU智能開(kāi)關(guān)控制電 路4根據(jù)輸入交流電壓進(jìn)行判斷，當(dāng)輸入交流電壓在所設(shè)定范圍之內(nèi) 時(shí)，再判斷是否有開(kāi)關(guān)信號(hào)，當(dāng)判斷有開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入，本實(shí)用新型復(fù) 合開(kāi)關(guān)進(jìn)行開(kāi)關(guān)的閉合動(dòng)作；如果判斷輸入交流電源不正常，就不會(huì) 迸行開(kāi)關(guān)的閉合動(dòng)作。
當(dāng)要求開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，由MCU智能開(kāi)關(guān)控制電路4先控制交流開(kāi) 關(guān)電路1導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)延時(shí)后再控制觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)2閉合；當(dāng)要求 斷開(kāi)時(shí)，MCU智能開(kāi)關(guān)控制電路4先控制觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)2斷開(kāi)， 經(jīng)過(guò)延時(shí)后再斷開(kāi)交流開(kāi)關(guān)電路1。
由于本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)在進(jìn)行閉合動(dòng)作時(shí)先由MCU智能開(kāi)關(guān)控制 電路4控制兩片可控硅構(gòu)成的交流開(kāi)關(guān)電路1導(dǎo)通，而可控硅沒(méi)有機(jī) 械觸點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生電?。辉儆蒑CU智能開(kāi)關(guān)控制電路4控制觸點(diǎn)式繼 電器開(kāi)關(guān)2進(jìn)行閉合，由于繼電器導(dǎo)通電壓降小，電流都從繼電器開(kāi) 關(guān)通過(guò)，可控硅上沒(méi)有電流就不會(huì)有發(fā)熱現(xiàn)象。本開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)動(dòng)作同 理，由MCU智能開(kāi)關(guān)控制電路4先斷開(kāi)觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)再斷開(kāi)交流 開(kāi)關(guān)電路l，也不會(huì)產(chǎn)生電弧現(xiàn)象。
本實(shí)用新型復(fù)合開(kāi)關(guān)通過(guò)MCU智能開(kāi)關(guān)控制電路4對(duì)輸入交流 電源進(jìn)行采樣判斷并釆集輸入的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，通過(guò)運(yùn)算判斷后對(duì)無(wú) 觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路3進(jìn)行操作，以確保開(kāi)關(guān)的可靠動(dòng)作和負(fù)載設(shè)備的安全 運(yùn)行。
此外，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，本實(shí)用新型復(fù)合開(kāi)關(guān)可從節(jié)點(diǎn)信號(hào) 輸出端給用戶(hù)提供故障信號(hào)檢測(cè)干接點(diǎn)，便于用戶(hù)進(jìn)行觀察和檢測(cè)。
權(quán)利要求1.一種智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)，其特征在于包括無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路(3)和其控制電路，所述無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路包括由2片反向并聯(lián)的單相可控硅構(gòu)成的交流開(kāi)關(guān)電路(1)以及與之并聯(lián)的觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)(2)，當(dāng)要求閉合時(shí)，由控制電路先控制交流開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)延時(shí)后再控制觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)要求斷開(kāi)時(shí)，控制電路先控制觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，經(jīng)過(guò)延時(shí)后再斷開(kāi)交流開(kāi)關(guān)電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)，其特征在于所述控 制電路采用mcu智能開(kāi)關(guān)控制電路(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)，其特征在于mcu智 能開(kāi)關(guān)控制電路(4)包括pic單片機(jī)、開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入電路，開(kāi)關(guān)信 號(hào)輸入電路采集到的開(kāi)關(guān)信號(hào)傳送到pic單片機(jī)的輸入/輸出端口 后，由pic單片機(jī)根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)的有無(wú)控制無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路的閉合或 斷開(kāi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)，其特征在于所述開(kāi) 關(guān)信號(hào)輸入電路包括光電藕荷器l以及電阻r1、電阻r3，當(dāng)有開(kāi)關(guān) 信號(hào)輸入時(shí)，電流通過(guò)電阻r3和光電藕荷器l的原邊，光電藕荷器 l的副邊導(dǎo)通，pic單片機(jī)采集到低電平；當(dāng)沒(méi)有開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入時(shí)， 光電藕荷器l的原邊沒(méi)有電流，光電藕荷器l的副邊截止，pic單片 機(jī)采集到高電平；pic單片機(jī)的輸入/輸出端口通過(guò)采集到此電平變 化，從而判斷開(kāi)關(guān)信號(hào)的有無(wú)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)，其特征在于mcu智 能開(kāi)關(guān)控制電路(4)中還包括有電壓采樣電路，電壓采樣電路將采 集到的輸入交流電壓信號(hào)傳送到pic單片機(jī)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換端口， pic 單片機(jī)根據(jù)此輸入交流電壓信號(hào)判斷輸入電壓是否正常，當(dāng)輸入電壓正常時(shí)，再判斷是否有開(kāi)關(guān)信號(hào)，根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)的有無(wú)控制無(wú)觸點(diǎn)開(kāi) 關(guān)電路閉合或斷開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)，其特征在于所述電 壓采樣電路由串聯(lián)于輸入交流電源輸入端的二極管D、電容C、電阻 R2組成，當(dāng)交流電輸入時(shí)，通過(guò)二極管D整流、電容C與電阻R2分 壓后，電阻R2兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和輸入電壓成比例的直流電壓信號(hào)， 由PIC單片機(jī)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換端口采集到該直流電壓信號(hào)，再通過(guò)PIC 單片機(jī)運(yùn)算處理判斷輸入電壓是否正常。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能型復(fù)合開(kāi)關(guān)，包括無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路和其控制電路，所述無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)電路包括由2片反向并聯(lián)的單相可控硅構(gòu)成的交流開(kāi)關(guān)電路以及與之并聯(lián)的觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)，當(dāng)要求閉合時(shí)，由控制電路先控制交流開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)延時(shí)后再控制觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)要求斷開(kāi)時(shí)，控制電路先控制觸點(diǎn)式繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，經(jīng)過(guò)延時(shí)后再斷開(kāi)交流開(kāi)關(guān)電路。由于本實(shí)用新型復(fù)合開(kāi)關(guān)沒(méi)有傳統(tǒng)繼電器開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作電弧現(xiàn)象，繼電器不用承受開(kāi)關(guān)電弧的影響，也沒(méi)有固態(tài)繼電器的導(dǎo)通壓降大、工作發(fā)熱嚴(yán)重等缺點(diǎn)，開(kāi)關(guān)的使用壽命也大大延長(zhǎng)，并且使用安全可靠。
文檔編號(hào)G05B15/02GK201134791SQ20072018755
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者李衛(wèi)江, 濤 杜, 丹 趙 申請(qǐng)人:新疆新能源股份有限公司