CN212568933U - 一种过零检测校准装置以及过零检测校准系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种过零检测校准装置以及过零检测校准系统，该过零检测校准装置包括：继电器、过零检测电路以及控制电路，继电器用于接收交流信号；过零检测电路与继电器连接，用于检测输入至继电器的交流信号过零点的时刻，以输出第一过零检测信号；控制电路与过零检测电路、继电器以及外部检测装置连接，用于在接收到第一过零检测信号时发送通断信号至继电器，并从外部检测装置接收第二过零检测信号，根据第一过零检测信号与第二过零检测信号调整下次发送通断信号的时间；其中，外部检测装置与继电器的输出端连接。通过上述方式，本申请能够实现过零检测，减小过零检测校准装置的体积，降低功耗。

Description

一种过零检测校准装置以及过零检测校准系统

技术领域

本申请涉及电路技术领域，具体涉及一种过零检测校准装置以及过零检测校准系统。

背景技术

继电器所连接的交流负载通常分为阻性、感性和容性，在标称范围内，感性负载在继电器断开时所储存的能量会以电弧的方式释放出来，长期以往将导致继电器触点烧蚀，降低继电器寿命；容性负载则是在继电器闭合瞬间产生很大的浪涌电流，也将导致继电器触点烧蚀。

随着物联网的发展，智能开关的应用也越来越多，最常见的发光二极管(LED，Light Emitting Diode)的驱动电源是典型的容性负载，智能开关内的继电器因为LED的驱动电源浪涌电流过大而失效的问题时有发生。目前有些方案可以降低通断瞬间的电流对继电器触点造成的影响，但因为待机功耗的问题检测精度不会做很高，也会增加产品的成本，而且还会带来布局不下的问题，实用性不高。

实用新型内容

本申请提供一种过零检测校准装置以及过零检测校准系统，能够实现过零检测，减小过零检测校准装置的体积，降低功耗。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是提供一种过零检测校准装置，该过零检测校准装置包括：继电器、过零检测电路以及控制电路，继电器用于接收交流信号；过零检测电路与继电器连接，用于检测输入至继电器的交流信号过零点的时刻，以输出第一过零检测信号；控制电路与过零检测电路、继电器以及外部检测装置连接，用于在接收到第一过零检测信号时发送通断信号至继电器，并从外部检测装置接收第二过零检测信号，根据第一过零检测信号与第二过零检测信号调整下次发送通断信号的时间；其中，外部检测装置与继电器的输出端连接。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是提供一种过零检测校准系统，该过零检测校准系统包括互相连接的过零检测校准装置与检测装置，检测装置用于向过零检测校准装置发送第二过零检测信号，其中，过零检测校准装置为上述的过零检测校准装置。

通过上述方案，本申请的有益效果是：该过零检测校准装置包括控制电路、继电器以及过零检测电路，过零检测电路可用来检测继电器输入侧的过零点，使得控制电路获取到输入侧过零点的时间；同时利用外部检测装置来检测继电器输出侧的过零点，使得控制电路获取到输出侧过零点的时间，以便根据输入侧过零点的时间与输出侧过零点的时间，来调整下次发送通断信号的时间，能够很精确地使得每个继电器过零通断，且由于输出侧的过零检测装置设置于外部，可减小过零检测校准装置的体积，有助于降低功耗，且外部检测装置可重复使用，能够测试多个过零检测校准装置，可降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的过零检测校准装置一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的过零检测校准装置另一实施例的结构示意图；

图3是图2所示的实施例中通断控制电路、继电器以及第一电源的连接示意图；

图4是图2所示的实施例中过零检测电路与第二电源的连接示意图；

图5是本申请提供的过零检测校准系统一实施例的结构示意图；

图6是图5所示的实施例中检测装置与第二电源的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请提供的过零检测校准装置一实施例的结构示意图，过零检测校准装置10包括：继电器11、过零检测电路12以及控制电路13。

继电器11用于接收交流信号，该交流信号可来自火线。

过零检测电路12与继电器11连接，其用于检测输入至继电器11的交流信号过零点的时刻，以输出第一过零检测信号；具体地，当交流信号流入过零检测电路12时，过零检测电路12可检测交流信号过零点的时刻，并生成相应的第一过零检测信号，将该第一过零检测信号发送至控制电路13，以通知控制电路13流入继电器11的交流信号过零点的时间，即继电器11的输入侧过零点的时间。

在一具体的实施例中，第一过零检测信号为高低电平信号，当输入侧过零点时，第一过零检测信号为高电平，在其他时刻第一过零检测信号为低电平；或者当输入侧过零点时，第一过零检测信号为低电平，在其他时刻第一过零检测信号为高电平；例如，交流信号的周期T＝4s，过零检测电路12在第2s检测到输入继电器11的交流信号过零点，发送高电平的第一过零检测信号给控制电路13，使得控制电路13获取到流入继电器11的交流信号过零点的时间。

控制电路13与继电器11以及过零检测电路12连接，其用于在接收到第一过零检测信号时发送通断信号至继电器11；具体地，该通断信号用于指示继电器11关闭或开启，即控制电路13在第一过零检测信号后，控制继电器11断开或导通；控制电路13可以是无线控制模块，比如：WIFI、蓝牙或紫蜂(ZigBee)等，也可以是微控制单元(MCU，MicrocontrollerUnit)。

外部检测装置20可与继电器11的输出端连接，外部检测装置20用以检测继电器11的输出侧过零点的时间，并在检测到输出侧过零点的时间后，输出相应的第二过零检测信号至控制电路13；具体地，第二过零检测信号为高低电平信号，当输出侧过零点时，第二过零检测信号为高电平，在其他时刻第二过零检测信号为低电平；或者当输出侧过零点时，第二过零检测信号为低电平，在其他时刻第二过零检测信号为高电平。

控制电路13还与外部检测装置20连接，可以从外部检测装置20接收第二过零检测信号，并根据第一过零检测信号与第二过零检测信号调整下次发送通断信号的时间，以使得继电器11在零点电流最小时断开，抑制了电弧的产生。

本实施例提供了一种过零检测校准装置10，过零检测校准装置10包括继电器11、过零检测电路12以及控制电路13，过零检测电路12可用来检测继电器11的输入侧过零点的时间，并将该过零点的时间反馈给控制电路13；同时可利用外部检测装置20来检测继电器11的输出侧过零点的时间，并反馈至控制电路13，使得控制电路13可根据输入侧过零点的时间与输出侧过零点的时间，来调整下次发送通断信号的时间，能够很精确地使得每个继电器11过零通断，由于输出侧的过零检测装置设置于外部，可以避免因增加检测电路带来的待机功耗、成本较高以及布局不下的问题，减小过零检测校准装置10的体积，降低功耗，且外部检测装置20可重复使用，能够降低生产成本。

请参阅图2与图4，图2是本申请提供的过零检测校准装置另一实施例的结构示意图，过零检测校准装置10包括：继电器11、过零检测电路12、控制电路13、第一电源14以及第二电源15。

第一电源14与控制电路13连接，其用于产生第一电压；第二电源15与过零检测电路12以及外部检测装置20连接，其用于产生第二电压；具体地，第一电压与第二电压可以为直流电压，例如，第一电压为5V，第二电压为3.3V。

控制电路13包括：处理电路131与通断控制电路132，处理电路131用于产生通断信号；通断控制电路132与处理电路131连接，其用于接收通断信号，并输出控制信号至继电器11。

如图3所示，通断控制电路132包括第一二极管D1、第一三极管Q1、第一电阻R1以及第二电阻R2，第一二极管D1的一端与第一三极管Q1的第一端连接，第一二极管D1的另一端与第一电源14连接，以接收第一电压；第一三极管Q1的第二端接地，第一三极管Q1的第三端与第一电阻R1的一端以及第二电阻R2的一端连接；第一电阻R1的另一端与处理电路131的输出端连接，以接收通断信号；第二电阻R2的另一端接地；具体地，第一二极管D1的一端与第一二极管D1的另一端分别为正极与负极；第一三极管Q1的第一端为集电极，第一三极管Q1的第二端为发射极，第一三极管Q1的第三端为基极；第一电阻R1与第二电阻R2分别作为驱动电阻和下拉电阻。

继电器11的第一端与第一二极管D1的另一端连接，以接收第一电压；继电器11的第二端与第一三极管Q1的第一端连接，以接收控制信号；继电器11的第三端与火线L连接，以接收交流信号；继电器11的第四端与外部检测装置20连接。

当通断信号为高电平时，第一三极管Q1进入放大状态，继电器11的第三端与继电器11的第四端导通，火线L上的交流电压可经过继电器11流出；当通断信号为低电平时，第一三极管Q1进入截止状态，第一二极管D1的集电极为高电平，继电器11的第三端与继电器11的第四端断开。

如图4所示，过零检测电路12包括第三电阻R3、第四电阻R4以及第二三极管Q2；第三电阻R3的一端与火线L连接，第三电阻R3的另一端与第二三极管Q2的第三端连接；第二三极管Q2的第二端接地，第二三极管Q2的第一端通过第四电阻R4接收第二电压，且第二三极管Q2的第一端还与控制电路13连接，以发送第一过零检测信号至控制电路13。

进一步地，继续参阅图4，过零检测电路12还包括第二二极管D2、第五电阻R5以及电容C，第二二极管D2的一端与火线L连接，第二二极管D2的另一端与第三电阻R3的一端连接；第五电阻R5的一端与第三电阻R3的另一端以及电容C的一端连接，第五电阻R5的另一端接地，电容C的另一端接地；具体地，第二三极管Q2的第一端为集电极，第二三极管Q2的第二端为发射极，第二三极管Q2的第三端为基极；第三电阻R3为限流电阻，第四电阻R4为上拉电阻，第五电阻R5为分压电阻；电容C的一端与电容C的另一端分别为正极与负极，电容C可以为滤波电容。

第二二极管D2可将交流信号整流成半波信号，该半波信号流入第二三极管Q2的基极，在半波信号的电压为零时，第二三极管Q2处于截止状态，第一过零检测信号为高电平；在半波信号的电压大于零时，第二三极管Q2可处于放大状态，此时第一过零检测信号为低电平。

控制电路13可在接收到第一过零检测信号与第二过零检测信号后，计算接收第一过零检测信号与第二过零检测信号的时间差，将其记作通断时间；具体地，控制电路13可获取接收到第一过零检测信号与第二过零检测信号的时刻，分别记作第一时刻与第二时刻，第一时刻与第二时刻之间的时间差为通断时间，可根据该通断时间调整下次发送通断信号的时间；例如，如果输入侧过零点时第一过零检测信号为高电平，输出侧过零点时第二过零检测信号为高电平，则通断时间为第一过零检测信号变为高电平的时刻与第二过零检测信号变为高电平的时刻之间的时间差。

进一步地，在上电后，过零检测电路12还可根据交流信号过零点的时间间隔，计算出交流信号的周期，实现自动识别交流信号的频率；例如，过零检测电路12检测到第T1秒交流信号过零点，下一次过零点的时刻为第T2秒，则该交流信号的周期为2*(T2-T1)。

控制电路13还用于在通断时间小于第一预设时间时，将下次发送通断信号的时间延时第一延迟时间，该第一延迟时间等于第一预设时间与通断时间之间的差值；在通断时间大于第一预设时间且小于第二预设时间时，将下次发送通断信号的时间延时第二延迟时间，该第二延迟时间等于第二预设时间与通断时间之间的差值。

在一具体的实施例中，第一预设时间为交流信号的周期的一半，第二预设时间为交流信号的周期，即假设通断时间为t，交流信号的周期为T，如果0<t<T/2，则下次在交流信号过零点时延时T/2-t发送通断信号；如果通断时间T/2≤t<T，则下次在交流信号过零点时延时T-t发送通断信号，以此类推，即可实现下一个周期的过零点通断。

在其他具体的实施例中，也可以提前预设时间发送通断信号，该预设时间可以为通断时间；例如，交流信号的周期为2s，在第2s，交流信号过零点，控制电路13发送通断信号，此次的通断时间为0.2s，则下一次交流信号过零点的时间为第3秒，可在第2.8s发送通断信号。

本实施例提供了一种过零检测校准装置10，控制电路13可根据接收第一过零检测信号与第二过零检测信号的时间差，来调整下次发送通断信号的时间，能够将下次发送通断信号的时刻提前或延迟，以精确地使每个继电器11在过零点时导通或关闭，实现过零通断。

请参阅图5，图5是本申请提供的过零检测校准系统一实施例的结构示意图，过零检测校准系统包括互相连接的过零检测校准装置10与检测装置20，检测装置20用于向过零检测校准装置10发送第二过零检测信号，过零检测校准装置10为上述实施例中的过零检测校准装置。

过零检测校准装置10包括继电器11与控制电路13，检测装置20包括互相连接的整流电路21与光耦合器22，整流电路21用于接收继电器11输出的信号，并对继电器11输出的信号进行整流，得到直流信号；光耦合器22用于接收直流信号，并根据直流信号的大小，输出相应的第二过零检测信号至控制电路13。

进一步地，如图6所示，检测装置20还包括第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8；整流电路21的第一端通过第六电阻R6与继电器11的第四端连接，整流电路21的第二端与零线N连接，整流电路21的第三端通过第七电阻R7与光耦合器22的第一端连接，整流电路21的第四端与光耦合器22的第二端连接；光耦合器22的第三端通过第八电阻R8与第二电源15连接，以接收第二电压，光耦合器22的第四端接地；具体地，第六电阻R6可以为保险电阻，整流电路21可以为整流桥，第七电阻R7可以为限流电阻，第八电阻R8可以为上拉电阻。

继电器11输出的交流信号的负半周期经过整流桥后可被翻转为正电压，即整流桥可输出脉动直流信号，在零点以外的电压下光耦合器22导通，而在零点附近光耦合器22截止；具体地，在交流信号的电压为零时，光耦合器22中的发光二极管221截止，光耦合器22的第三端与光耦合器22的第四端断开，第二过零检测信号为高电平；在交流信号的电压不等于零时，发光二极管221导通，光耦合器22的第三端与光耦合器22的第四端导通，第二过零检测信号为低电平。

因此，控制电路13可根据第一过零检测信号是高电平还是低电平，判断出继电器11的输入侧过零点的时刻；并根据第二过零检测信号是高电平还是低电平，判断出继电器11的输出侧过零点的时刻，从而根据输入侧过零点的时刻与输出侧过零点的时刻，计算出通断时间，以便对下次发送通断信号的时间进行调整。

可以理解地，检测装置20可以是以测架的形式与控制电路13连接，也可以是单独模块的形式与控制电路13连接以进行通信，比如通过测针、排线或接插件等方式。

本实施例所提供的过零检测校准系统包括过零检测校准装置10与检测装置20，在继电器11吸合或断开时都可进行过零校准，实现对继电器11的保护，且检测装置20独立于过零检测校准装置10，检测装置20可对多个过零检测校准装置10进行测量，可降低生产成本、待机功耗以及体积等。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种过零检测校准装置，其特征在于，包括：

继电器，用于接收交流信号；

过零检测电路，与所述继电器连接，用于检测输入至所述继电器的所述交流信号过零点的时刻，以输出第一过零检测信号；

控制电路，与所述过零检测电路、所述继电器以及外部检测装置连接，用于在接收到所述第一过零检测信号时发送通断信号至所述继电器，并从所述外部检测装置接收第二过零检测信号，根据所述第一过零检测信号与所述第二过零检测信号调整下次发送所述通断信号的时间；

其中，所述外部检测装置与所述继电器的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的过零检测校准装置，其特征在于，所述控制电路包括：

处理电路，用于产生所述通断信号；

通断控制电路，与所述处理电路连接，用于接收所述通断信号，并输出控制信号至所述继电器。

3.根据权利要求2所述的过零检测校准装置，其特征在于，

所述通断控制电路包括第一二极管、第一三极管、第一电阻以及第二电阻，所述第一二极管的一端与所述第一三极管的第一端连接，所述第一二极管的另一端用于接收第一电压；所述第一三极管的第二端接地，所述第一三极管的第三端与所述第一电阻的一端以及所述第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述处理电路的输出端连接，以接收所述通断信号，所述第二电阻的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的过零检测校准装置，其特征在于，

所述继电器的第一端与所述第一二极管的另一端连接，所述继电器的第二端与所述第一三极管的第一端连接，以接收所述控制信号，所述继电器的第三端与火线连接，以接收所述交流信号，所述继电器的第四端与所述外部检测装置连接。

5.根据权利要求3所述的过零检测校准装置，其特征在于，

所述过零检测电路包括第三电阻、第四电阻以及第二三极管；所述第三电阻的一端与火线连接，所述第三电阻的另一端与所述第二三极管的第三端连接；所述第二三极管的第二端接地，所述第二三极管的第一端通过所述第四电阻接收第二电压，且所述第二三极管的第一端还与所述控制电路连接，以发送所述第一过零检测信号至所述控制电路。

6.根据权利要求5所述的过零检测校准装置，其特征在于，

所述过零检测电路还包括第二二极管、第五电阻以及电容，所述第二二极管的一端与所述火线连接，所述第二二极管的另一端与所述第三电阻的一端连接；所述第五电阻的一端与所述第三电阻的另一端以及所述电容的一端连接，所述第五电阻的另一端接地；所述电容的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的过零检测校准装置，其特征在于，

所述控制电路还用于计算接收所述第一过零检测信号与所述第二过零检测信号的时间差，记作通断时间，并在所述通断时间小于第一预设时间时，将下次发送所述通断信号的时间延时第一延迟时间；在所述通断时间大于所述第一预设时间且小于第二预设时间时，将下次发送所述通断信号的时间延时第二延迟时间。

8.一种过零检测校准系统，其特征在于，包括互相连接的过零检测校准装置与检测装置，所述检测装置用于向所述过零检测校准装置发送第二过零检测信号，其中，所述过零检测校准装置为权利要求1-7中任一项所述的过零检测校准装置。

9.根据权利要求8所述的过零检测校准系统，其特征在于，

所述过零检测校准装置包括继电器与控制电路，所述检测装置包括互相连接的整流电路与光耦合器，所述整流电路用于接收所述继电器输出的信号，并对所述继电器输出的信号进行整流，得到直流信号；所述光耦合器用于接收所述直流信号，并根据所述直流信号的大小，输出相应的第二过零检测信号至所述控制电路。

10.根据权利要求9所述的过零检测校准系统，其特征在于，

所述检测装置还包括第六电阻、第七电阻以及第八电阻；所述整流电路的第一端通过所述第六电阻与所述继电器的第四端连接，所述整流电路的第二端与零线连接，所述整流电路的第三端通过所述第七电阻与所述光耦合器的第一端连接，所述整流电路的第四端与所述光耦合器的第二端连接；所述光耦合器的第三端通过所述第八电阻接收第二电压，所述光耦合器的第四端接地。

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