CN103700542B - 继电器动作响应及延迟检测电路、电路板及具有其的电热产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种继电器动作响应及延迟检测电路、电路板及其电热产品。所述继电器动作响应及延迟检测电路包括：电源；过零检测回路，其输入端连接至电源，其输出端与控制芯片的过零信号检测端子ZERO连接；继电器，其一端连接至电源，另一端与电压检测回路的输入端连接；电压检测回路，其输出端与控制芯片的电压检测信号输入端子AD-V连接；负载，其一端连接至电源，另一端连接至电压检测回路的输入端。采用本发明，一方面，其检测的实时波形电压不是等效电压，另一方面，本电路的电路结构简单，只用两个电路组合，便可实现电压检测、过零检测、继电器响应状态检测、继电器动作延迟检测等功能。
Description
技术领域
本发明涉及烹饪器具技术领域，具体而言，涉及一种继电器动作响应及延迟检测电路、电路板及其电热产品。
背景技术
家用电热产品通常采用发热丝对物件加热，但是目前而言，由于受到电压变化的影响，例如所述电压的变化来自电力传输过程中的功率干扰，采用发热丝加热的这些家用电热产品无法做到精确的功率控制，当前，为了解决电压变化的问题，行业内已有研究人员提出了先对输入电压进行降压，之后由分压电路分出部分电压信号，再通过滤波电路后执行电压检测，但是这种电压检测电路较为复杂，其所需的器件比较多，一方面会导致制造成本提高，二则加大了电路板设计的难度。
另外，家电电热产品要同时实现电压检测、过零检测、继电器响应状态检测、继电器动作延迟检测等功能时，其实现电路复杂，且设计期间时间较长，导致容易影响产品设计的及时性以及产品的可靠性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种继电器动作响应及延迟检测电路、电路板及其电热产品。
本发明采用以下技术方案实现：
一种继电器动作响应及延迟检测电路，其包括：
电源；
过零检测回路，其输入端连接至电源，其输出端与控制芯片的过零信号检测端子ZERO连接；
继电器，其一端连接至电源，另一端与电压检测回路的输入端连接；
电压检测回路，其输出端与控制芯片的电压检测信号输入端子AD-V连接；
负载，其一端连接至电源，另一端连接至电压检测回路的输入端。
优选地，所述电压检测电路，包括二极管D3、电阻R1、电阻R2、相互并联且其一共同端接地的电容C1、电阻R3、二极管D4和由电阻R4及电容C2组成的串联组，以及其阴极连接至高电平且其阳极与所述二极管D4的阴极连接的二极管D5，其中，二极管D3的阳极连接至继电器，其阴极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端与所述并联电路的另一共同端连接，所述二极管D3的阳极与继电器电路的输出端连接，所述二极管D4的阳极接地，所述电阻R4及电容C2的相连接的一端连接至控制芯片的电压检测信号输入端子AD-V。
优选地，所述的继电器动作响应及延迟检测电路还包括与所述继电器连接的继电器电路，所述继电器电路包括其阴极分别连接至三极管Q2的集电极以及继电器K1的第一电磁端的二极管D1，二极管D1的阳极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极分别与继电器K1的第二电磁端以及三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极与信号端子HBOT连接并通过电阻R5接地，在所述三极管Q1的发射极接地，三极管Q2的发射极接高电平并连接至电阻R7的一端，其基极连接至电阻R7的另一端并与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，其基极通过电阻R6接地并通过电容C3与信号端子PULSE连接。
优选地，所述过零检测电路，包括电阻R8-R12、二极管D6及D7、电容C4及C5、以及三极管Q4，所述电阻R8的一端与市电连接，其另一端连接至所述三极管Q4的基极，所述二极管D6与电阻R9并联，且所述二极管D6的阴极连接至高电平，其阳极连接至所述三极管Q4的基极以及所述电容C4的一端，电容C4的另一端接地并与相互并联的电阻R11及电容C5的一共同端连接，所述三极管Q4的发射极接高电平，其集电极通过电阻R10与所述电阻R11的另一端连接，所述电阻R11的另一端还通过所述二极管D7连接至高电平，所述二极管D7的阴极接高电平，所述电容C5的另一端与电阻R12连接以及过零信号检测端子ZERO连接，所述电阻R12的另一端连接至二极管D7的阳极。
一种电路板，其包括：
电压保护电路；
交流转直流AC/DC电路；
直流转直流DC/DC电路；
以及，如上所述继电器动作响应及延迟检测电路，所述电路包括：
电源；
过零检测回路，其输入端连接至电源，其输出端与控制芯片的过零信号检测端子ZERO连接；
继电器，其一端连接至电源，另一端与电压检测回路的输入端连接；
电压检测回路，其输出端与控制芯片的电压检测信号输入端子AD-V连接；
负载，其一端连接至电源，另一端连接至电压检测回路的输入端。
一种电热产品，其包括如上所述的电路板，所述电路板包括：
电压保护电路；
交流转直流AC/DC电路；
直流转直流DC/DC电路；
以及，如上所述继电器动作响应及延迟检测电路，所述电路包括：
电源；
过零检测回路，其输入端连接至电源，其输出端与控制芯片的过零信号检测端子ZERO连接；
继电器，其一端连接至电源，另一端与电压检测回路的输入端连接；
电压检测回路，其输出端与控制芯片的电压检测信号输入端子AD-V连接；
负载，其一端连接至电源，另一端连接至电压检测回路的输入端。
采用本发明提供的继电器动作响应及延迟检测电路，其简化了电压检测电路，并与过零电路结合使用。通过采用过零与电压检测两个相结合的方式，并通过软件控制，实现正弦波电压的检测，一方面，其检测的实时波形电压不是等效电压，另一方面，本电路的电路结构简单，只用两个电路组合，便可实现电压检测、过零检测、继电器响应状态检测、继电器动作延迟检测等功能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种继电器动作响应及延迟检测电路的电路结构示意图。
图2是本发明实施例提供的电压检测回路及继电器电路的电路图。
图3是本发明实施例提供的过零检测电路的电路图。
本发明目的的实现、功能特点及优异效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3所示，本发明实施例提供的一种继电器动作响应及延迟检测电路，其包括：
电源30；
过零检测回路50，其输入端连接至电源30，其输出端与控制芯片40的过零信号检测端子ZERO连接；
继电器70，其一端连接至电源30，另一端与电压检测回路的输入端连接；
电压检测回路20，其输出端与控制芯片40的电压检测信号输入端子AD-V连接；
负载60，其一端连接至电源30，另一端连接至电压检测回路20的输入端。
如图2所示，所述电源30可以为市电，所述负载可以为加热器，所述加热器的一端连接至市电火线ACL、其另一端通过继电器电路10连接至市电零线ACN。
所述电压检测电路20，包括二极管D3、电阻R1、电阻R2、相互并联且其一共同端接地的电容C1、电阻R3、二极管D4和由电阻R4及电容C2组成的串联组，以及其阴极连接至高电平且其阳极与所述二极管D4的阴极连接的二极管D5，其中，二极管D3的阳极连接至继电器70，其阴极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端与所述并联电路的另一共同端连接，所述二极管D3的阳极与继电器电路10的输出端连接，所述二极管D4的阳极接地，所述电阻R4及电容C2的相连接的一端连接至控制芯片40的电压检测信号输入端子AD-V。
所述继电器动作响应及延迟检测电路还包括与继电器70连接的继电器电路10，具体地，参考图2所示，所述继电器K1的一端连接至市电零线CAN，其另一端连接至电压检测回路20的输入端，所述继电器电路10包括其阴极分别连接至三极管Q2的集电极以及继电器K1的第一电磁端的二极管D1，二极管D1的阳极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极分别与继电器K1的第二电磁端以及三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极与信号端子HBOT连接并通过电阻R5接地，所述三极管Q1的发射极接地，三极管Q2的发射极接高电平并连接至电阻R7的一端，其基极连接至电阻R7的另一端并与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，其基极通过电阻R6接地并通过电容C3与信号端子PULSE连接。
参考图3所述，所述过零检测电路，包括电阻R8-R12、二极管D6及D7、电容C4及C5、以及三极管Q4，所述电阻R8的一端与市电连接，其另一端连接至所述三极管Q4的基极，所述二极管D6与电阻R9并联，且所述二极管D6的阴极连接至高电平，其阳极连接至所述三极管Q4的基极以及所述电容C4的一端，电容C4的另一端接地并与相互并联的电阻R11及电容C5的一共同端连接，所述三极管Q4的发射极接高电平，其集电极通过电阻R10与所述电阻R11的另一端连接，所述电阻R11的另一端还通过所述二极管D7连接至高电平，所述二极管D7的阴极接高电平，所述电容C5的另一端与电阻R12连接以及过零信号检测端子ZERO连接，所述电阻R12的另一端连接至二极管D7的阳极。
下面说明下本实施例提供的继电器动作响应及延迟检测电路的工作原理。
1、过零检测电路侦测过零点，并检出市电频率f。
2、测出市电频率f后确认延迟信号延迟时间t。
3、过零点后延迟时间t，在继电器K1未吸合的时候开始启动AD-V端口的电压检测
4、检n次后取平均值ADv。
5、根据ADv的大小，及频率f，然后从预设的表格中计算出当前电压。
6、电压检测的频率可以是实时检测，也可以隔一段时间检测一次，至此完成电压检测。
7、需要开通继电器K1的时候，前几次动作用来检测继电器K1的动作延迟。
8、有继电器K1吸合请求，同时侦测到过零信号，继电器电路10输出信号，控制继电器K1吸合，同时，电压检测电路20开始每1ms（或500us）检测电压AD值，连续检测10次，可以检测出电压突然检不出的时刻，计算从继电器电路10发出控制信号到电压消失的时间差，即为继电器K1的吸合延迟时间，定义为t1。
9、根据之前检测到的频率f，如果是50Hz，继电器K1的动作理论控制延迟即为10ms-t1；如果是60Hz，继电器K1的动作理论控制延迟即为8.3ms-t1.
10、同理，检测继电器开关K放开延迟的时候，继电器电路10输出的控制信号在零点断开，同时，电压检测电路20开始每1ms（或500us）检测电压AD值，连续检测10次，可以检测出电压突然检出的时刻。此为继电器K1释放延迟时间，定义为t2。
11、同理算出继电器K1释放时的控制时间。如果是50Hz，继电器K1的动作理论控制延迟即为10ms-t2；如果是60Hz,继电器的动作理论控制延迟即为8.3ms-t2.
12、继电器K1动作延迟，每次初始化时检测一次，或者煮饭运行1000次（推荐值）检测一次。
13.为保证过零通断的效果，即，动作在过零点之前完成，前面计算出的吸合和释放时间，需要稍稍提前1ms
14、本电路的第三个作用，是检测继电器K1的动作情况是否故障，基于继电器K1吸合与释放，在电压检测电路20都能找到对应关系，即继电器K1释放时，能检出电压，继电器K1吸合时检不出电压，因此，可以判断出继电器K1执行与控制信号是否一致，如果出现继电器K1发出吸合信号，但是仍能检出电压，即说明继电器K1无法吸合；或者继电器K1发出释放信号，但是仍检不出电压，说明继电器K1无法释放。需要发出警示信息，或者做继电器K1动作修复。
值得注意的是，延迟时间t是为了在过零点后抓住正弦波的波峰或者接近波峰的位置。
本发明实施例还提供了一种电路板，其包括：
电压保护电路；
交流转直流AC/DC电路；
直流转直流DC/DC电路；
以及，如上所述继电器动作响应及延迟检测电路，参考图1，所述电路包括：
电源30；
过零检测回路50，其输入端连接至电源30，其输出端与控制芯片40的过零信号检测端子ZERO连接；
继电器70，其一端连接至电源30，另一端与电压检测回路的输入端连接；
电压检测回路20，其输出端与控制芯片40的电压检测信号输入端子AD-V连接；
负载60，其一端连接至电源30，另一端连接至电压检测回路20的输入端。
参考图2所示，所述电压检测电路20，包括二极管D3、电阻R1、电阻R2、相互并联且其一共同端接地的电容C1、电阻R3、二极管D4和由电阻R4及电容C2组成的串联组，以及其阴极连接至高电平且其阳极与所述二极管D4的阴极连接的二极管D5，其中，二极管D3的阳极连接至继电器70，其阴极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端与所述并联电路的另一共同端连接，所述二极管D3的阳极与继电器电路10的输出端连接，所述二极管D4的阳极接地，所述电阻R4及电容C2的相连接的一端连接至控制芯片40的电压检测信号输入端子AD-V。
所述继电器动作响应及延迟检测电路还包括与继电器70连接的继电器电路10，具体地，参考图2所示，所述继电器K1的一端连接至市电零线CAN，其另一端连接至电压检测回路20的输入端，所述继电器电路10包括其阴极分别连接至三极管Q2的集电极以及继电器K1的第一电磁端的二极管D1，二极管D1的阳极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极分别与继电器K1的第二电磁端以及三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极与信号端子HBOT连接并通过电阻R5接地，在所述三极管Q1的发射极接地，三极管Q2的发射极接高电平并连接至电阻R7的一端，其基极连接至电阻R7的另一端并与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，其基极通过电阻R6接地并通过电容C3与信号端子PULSE连接。
更为具体地，参考图3，所述过零检测电路，包括电阻R8-R12、二极管D6及D7、电容C4及C5、以及三极管Q4，所述电阻R8的一端与市电连接，其另一端连接至所述三极管Q4的基极，所述二极管D6与电阻R9并联，且所述二极管D6的阴极连接至高电平，其阳极连接至所述三极管Q4的基极以及所述电容C4的一端，电容C4的另一端接地并与相互并联的电阻R11及电容C5的一共同端连接，所述三极管Q4的发射极接高电平，其集电极通过电阻R10与所述电阻R11的另一端连接，所述电阻R11的另一端还通过所述二极管D7连接至高电平，所述二极管D7的阴极接高电平，所述电容C5的另一端与电阻R12连接以及过零信号检测端子ZERO连接，所述电阻R12的另一端连接至二极管D7的阳极。
本发明实施例还提供了一种电热产品，其包括如上所述的电路板，所述电路板包括：
电压保护电路；
交流转直流AC/DC电路；
直流转直流DC/DC电路；
以及，如上所述继电器动作响应及延迟检测电路，参考图1，所述电路包括：
电源30；
过零检测回路50，其输入端连接至电源30，其输出端与控制芯片40的过零信号检测端子ZERO连接；
继电器70，其一端连接至电源30，另一端与电压检测回路的输入端连接；
电压检测回路20，其输出端与控制芯片40的电压检测信号输入端子AD-V连接；
负载60，其一端连接至电源30，另一端连接至电压检测回路20的输入端。
继续参考图2，所述电压检测电路20，包括二极管D3、电阻R1、电阻R2、相互并联且其一共同端接地的电容C1、电阻R3、二极管D4和由电阻R4及电容C2组成的串联组，以及其阴极连接至高电平且其阳极与所述二极管D4的阴极连接的二极管D5，其中，二极管D3的阳极连接至继电器70，其阴极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端与所述并联电路的另一共同端连接，所述二极管D3的阳极与继电器电路10的输出端连接，所述二极管D4的阳极接地，所述电阻R4及电容C2的相连接的一端连接至控制芯片40的电压检测信号输入端子AD-V。
继续参考图2，所述连接至继电器70（如图中所示的K1）的继电器电路10，包括其阴极分别连接至三极管Q2的集电极以及继电器K1的第一电磁端的二极管D1，二极管D1的阳极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极分别与继电器K1的第二电磁端以及三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极与信号端子HBOT连接并通过电阻R5接地，在所述三极管Q1的发射极接地，三极管Q2的发射极接高电平并连接至电阻R7的一端，其基极连接至电阻R7的另一端并与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，其基极通过电阻R6接地并通过电容C3与信号端子PULSE连接。
继续参考图3，所述过零检测电路，包括电阻R8-R12、二极管D6及D7、电容C4及C5、以及三极管Q4，所述电阻R8的一端与市电连接，其另一端连接至所述三极管Q4的基极，所述二极管D6与电阻R9并联，且所述二极管D6的阴极连接至高电平，其阳极连接至所述三极管Q4的基极以及所述电容C4的一端，电容C4的另一端接地并与相互并联的电阻R11及电容C5的一共同端连接，所述三极管Q4的发射极接高电平，其集电极通过电阻R10与所述电阻R11的另一端连接，所述电阻R11的另一端还通过所述二极管D7连接至高电平，所述二极管D7的阴极接高电平，所述电容C5的另一端与电阻R12连接以及过零信号检测端子ZERO连接，所述电阻R12的另一端连接至二极管D7的阳极。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种继电器动作响应及延迟检测电路，其特征在于，包括：
电源；
过零检测回路，其输入端连接至电源，其输出端与控制芯片的过零信号检测端子ZERO连接；
继电器，其一端连接至电源，另一端与电压检测回路的输入端连接；
电压检测回路，其输出端与控制芯片的电压检测信号输入端子AD-V连接；
负载，其一端连接至电源，另一端连接至电压检测回路的输入端；
其中，所述负载为加热器；
所述电压检测电路，包括二极管D3、电阻R1、电阻R2、相互并联且其一共同端接地的电容C1、电阻R3、二极管D4和由电阻R4及电容C2组成的串联组，以及其阴极连接至高电平且其阳极与所述二极管D4的阴极连接的二极管D5，其中，二极管D3的阳极连接至继电器，其阴极与电阻R1连接，电阻R1的另一端与电阻R2连接，电阻R2的另一端与所述并联电路的另一共同端连接，所述二极管D3的阳极与继电器电路的输出端连接，所述二极管D4的阳极接地，所述电阻R4及电容C2的相连接的一端连接至控制芯片的电压检测信号输入端子AD-V。
2.如权利要求1所述的继电器动作响应及延迟检测电路，其特征在于，还包括与所述继电器连接的继电器电路，所述继电器电路包括其阴极分别连接至三极管Q2的集电极以及继电器K1的第一电磁端的二极管D1，二极管D1的阳极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极分别与继电器K1的第二电磁端以及三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极与信号端子HBOT连接并通过电阻R5接地，在所述三极管Q1的发射极接地，三极管Q2的发射极接高电平并连接至电阻R7的一端，其基极连接至电阻R7的另一端并与三极管Q3的集电极连接，三极管Q3的发射极接地，其基极通过电阻R6接地并通过电容C3与信号端子PULSE连接。
3.如权利要求1所述的继电器动作响应及延迟检测电路，其特征在于，所述过零检测电路，包括电阻R8-R12、二极管D6及D7、电容C4及C5、以及三极管Q4，所述电阻R8的一端与市电连接，其另一端连接至所述三极管Q4的基极，所述二极管D6与电阻R9并联，且所述二极管D6的阴极连接至高电平，其阳极连接至所述三极管Q4的基极以及所述电容C4的一端，电容C4的另一端接地并与相互并联的电阻R11及电容C5的一共同端连接，所述三极管Q4的发射极接高电平，其集电极通过电阻R10与所述电阻R11的另一端连接，所述电阻R11的另一端还通过所述二极管D7连接至高电平，所述二极管D7的阴极接高电平，所述电容C5的另一端与电阻R12连接以及过零信号检测端子ZERO连接，所述电阻R12的另一端连接至二极管D7的阳极。
4.一种电路板，其特征在于，包括：
电压保护电路；
交流转直流AC/DC电路；
直流转直流DC/DC电路；
以及，如权利要求1-3任意一项所述的继电器动作响应及延迟检测电路。
5.一种电热产品，其特征在于，包括如权利要求4所述的电路板。
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2013
- 2013-12-18 CN CN201310700132.0A patent/CN103700542B/zh not_active Expired - Fee Related
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