继电器同步控制电路、和运行该电路的方法与流程

1.本发明涉及智能控制领域，更具体地涉及一种继电器同步控制电路、和运行继电器同步控制电路的方法。


背景技术：

2.随着我国工业快速发展，继电器也越来越广泛地应用于工业的各个领域，用来控制电路的通断，不同的场合对继电器的要求也不相同，要根据不同场合的需求选择不同的继电器。
3.有时在某些场合单个继电器的通流能力不够，无法满足功率要求，此时为了增大继电器的通流能力可能会将同一类型的继电器并联使用，然后用同一个控制信号控制几个继电器的通断。理论上几个继电器在同一个控制信号的控制下能同时动作，但实际上即使是同一类型同一型号的继电器也不可能完全同时动作，例如，通常两组触点的动作时间差为0.1ms-0.2ms，这样可能导致先导通的那个继电器触点在短时间内承受全部电流，这样很容易烧毁该继电器。
4.因此，现有技术需要一种方案，能够使并联的同一型号的继电器同时动作，并能够避免继电器短时间承受过大电流烧毁。
5.上述在背景部分公开的信息仅用于对本发明的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种继电器同步控制电路、和运行继电器同步控制电路的方法。本发明的方案能够解决解决了继电器并联使用触点不同步动作的问题，并且能够避免继电器短时间承受过大电流烧毁。
7.本发明的第一方面提供了一种继电器同步控制电路，所述电路包括可控电流源，并联连接在两个电气网中的多个继电器电路，和控制器，其中，所述可控电流源向所述多个继电器电路中的每个继电器电路输出可调的电流，所述控制器向所述多个继电器电路发送控制信号，并接收所述多个继电器电路反馈的信号，根据所述反馈信号控制所述多个继电器电路中的继电器的导通和关断。
8.根据本发明的一个实施例，其中，所述多个继电器电路中的每个继电器电路中包括继电器、电流传感器、光耦和ad转换器，所述继电器包括两个控制端和两个主回路端，其中所述继电器第一控制端接地，第二控制端子通过光耦连接至所述控制器以接收控制器的控制信号，所述继电器的第一主回路端连接至可控电流源，所述继电器的第二主回路端、电流传感器、ad变换器依次连接，将经过ad转换后的信号反馈至控制器。
9.根据本发明的一个实施例，其中，所述电流传感器将检测到的所述继电器的电路信号转换为模拟电压信号，所述ad变换器将所述模拟电压信号转换为连续的数据信号并反馈给所述控制器。
10.根据本发明的一个实施例，其中，所述控制器通过所述反馈信号计算多个继电器电路中的多个继电器之间的导通时间差，并将所述导通时间差加在所述多个继电器的导通信号上来使的所述多个继电器同时动作。
11.本发明的第二方面提供了一种运行继电器同步控制电路的方法，所述继电器同步控制电路为上述的电路，所述方法包括：在所述多个继电器电路上强电之前，通过所述可控电流源给多个继电器电路提供预定电流；所述控制器向每个继电器电路中的继电器发送导通信号，控制所述继电器导通；所述控制器将来自ad转换器的反馈信号进行比较，计算所述多个继电器电路中的继电器之间的导通时间差；通过所述导通时间差来控制所述多个继电器电路中的继电器的动作。
12.根据本发明的一个实施例，其中，当导通时间差小于等于预设的阈值时，将所述可控电流源的输出电流设置为零，并关闭所述多个继电器电路中的继电器，当所述多个继电器电路连接的网络电压升高至预设值时，将所述导通时间差增加在需要进行时间补偿的继电器导通信号上来控制所述多个继电器电路中的继电器导通。
13.根据本发明的一个实施例，当导通时间差大于预设的阈值时，保持所述可控电流源的输出的预设电流，，并关闭所述多个继电器电路中的继电器，并将将所述导通时间差增加在需要进行时间补偿的继电器导通信号上控制继电器导通，然后重新检测所述多个继电器电路中的继电器之间的导通时间差，直至所述导通时间差小于等于预设的阈值。
14.本发明通过检测电路提前检测两个继电器的导通时间差，以此来保证并联的两个继电器能够同时动作，能很大程度地避免单个继电器先导通而承受较大电流烧毁。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，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。
16.图1是现有技术的继电器控制电路框图。
17.图2是根据本发明的示例性实施例的继电器同步控制电路框图。
18.图3是根据本发明的示例性的实施例的运行继电器同步控制电路的方法的流程图。
具体实施例
19.如在本文中所使用的，词语“第一”、“第二”等可以用于描述本发明的示例性实施例中的元件。这些词语只用于区分一个元件与另一元件，并且对应元件的固有特征或顺序等不受该词语的限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含意相同的含意。如在常用词典中定义的那些术语被解释为具有与相关技术领域中的上下文含意相同的含意，而不被解释为具有理想或过于正式的含意，除非在本发明中被明确定义为具有这样的含意。
20.本领域的技术人员将理解的是，本文中描述的且在附图中说明的本发明的装置和方法是非限制性的示例性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施例所说明或描述的特征可与其他实施例的特征组合。这种修改和变化包括在本发明
的范围内。
21.下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在附图中，省略相关已知功能或配置的详细描述，以避免不必要地遮蔽本发明的技术要点。另外，通篇描述中，相同的附图标记始终指代相同的电路、模块或单元，并且为了简洁，省略对相同电路、模块或单元的重复描述。
22.此外，应当理解一个或多个以下方法或其方面可以通过至少一个控制单元或控制器执行。术语“控制单元”，“控制器”,“控制模块”或者“主控模块”可以指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器或者计算机可读存储介质配置成存储程序指令，而处理器具体配置成执行程序指令以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。而且，应当理解，正如本领域普通技术人员将意识到的，以下方法可以通过包括处理器并结合一个或多个其他部件来执行。
23.本发明的方案通过在上强电之前，用一个可控电流源给并联的两个继电器提供一个小的电流，通过检测继电器回路中的电流来检测多个继电器的导通时间差tn，然后在继电器的导通信号上加相同的补偿时间tn，就能保证多个继电器同时动作。
24.图1是现有技术的继电器控制电路框图。
25.如图1所示，示出了两个继电器并联的控制电路，在图1所示的继电器并联使用的控制电路中，用一个信号控制两个并联继电器使其同时动作。但即使是同一种继电器，继电器触点的机械特性也不会完全相同，因此通常并不能做到同时动作，两个继电器的触点动作会有一定的时间差(0.1ms—0.2ms)，这样可能导致率先导通的继电器触点在短时间内承受全部电流，很容易超过继电器的额定功率而烧毁继电器。
26.在图1中，dc 和dcp是两个不同的电路网络，dc 是直流母线网络，dcp是经过继电器后的直流母线网络，两者的区别是：dc 网络没有储能电容，而dcp网络一般有储能电容，继电器吸合后两个网络连接到一起。
27.图2是根据本发明的示例性实施例的继电器同步控制电路框图。
28.如图2所示，电路包括可控电流源、光耦、电流传感器、采样ad、继电器、控制器等。其中可控电流源，并联连接在两个电气网中的多个继电器电路，和控制器，其中，所述可控电流源向所述多个继电器电路中的每个继电器电路输出可调的电流，所述控制器向所述多个继电器电路发送控制信号，并接收所述多个继电器电路反馈的信号，根据所述反馈信号控制所述多个继电器电路中的继电器的导通和关断。
29.根据本发明的一个或多个实施例，所述多个继电器电路中的每个继电器电路中包括继电器、电流传感器、光耦和ad转换器，所述继电器包括两个控制端和两个主回路端，其中所述继电器第一控制端接地，第二控制端子通过光耦连接至所述控制器以接收控制器的控制信号，所述继电器的第一主回路端连接至可控电流源，所述继电器的第二主回路端、电流传感器、ad变换器依次连接，将经过ad转换后的信号反馈至控制器。
30.图2示出了两个继电器并联的示例，本发明的继电器同步控制电路可以扩展到多个并联的继电器控制电路。
31.在图2中，各个功能模块的作用为：
32.光耦：光耦在此处仅起传输控制信号和隔离的作用，光耦前端接主控板输出的控制信号，后端接继电器的线圈引脚之一。由于对传输延时及传输速率等没有什么过高的要
求，因此一般会选择功能较为简单且比较便宜的光耦如pc817等。
33.可控电流源：基于24v供电的、输出电流可调的电流源，输出接两个继电器触点所在回路，为其提供一个小电流，用于检测导通时间差。
34.电流传感器：继电器导通时检测继电器触点回路的电流，将采集到电流的时间当作继电器的导通时间。
35.采样ad：电流传感器将电流信号转换成电压信号输出，然后通过ad采样将模拟的电压信号转换成数字信号传给主控板(如ad7403)。
36.继电器：一共有4个端子，2两个控制端子，2个主回路端子，2个控制端子一端接地，一端接光耦，2个主回路端子相当于是一个开关的两端，控制端子信号为高电平时，继电器内线圈有电，然后变成电磁铁，将主回路开关吸合，此时，主回路的两个端子接通；反之，控制信号为低电平，线圈没电，主回路2两个端子断开。
37.图3是根据本发明的示例性的实施例的运行继电器同步控制电路的方法的流程图。
38.如图3所示，在所述多个继电器电路上强电之前，通过所述可控电流源给多个继电器电路提供预定电流；所述控制器向每个继电器电路中的继电器发送导通信号，控制所述继电器导通；所述控制器将来自ad转换器的反馈信号进行比较，计算所述多个继电器电路中的继电器之间的导通时间差；通过所述导通时间差来控制所述多个继电器电路中的继电器的动作。
39.根据本发明的一个或多个实施例，当导通时间差小于等于预设的阈值时，将所述可控电流源的输出电流设置为零，并关闭所述多个继电器电路中的继电器，当所述多个继电器电路连接的网络电压升高至预设值时，将所述导通时间差增加在需要进行时间补偿的继电器导通信号上来控制所述多个继电器电路中的继电器导通。
40.根据本发明的一个或多个实施例，当导通时间差大于预设的阈值时，保持所述可控电流源的输出的预设电流，，并关闭所述多个继电器电路中的继电器，并将将所述导通时间差增加在需要进行时间补偿的继电器导通信号上控制继电器导通，然后重新检测所述多个继电器电路中的继电器之间的导通时间差，直至所述导通时间差小于等于预设的阈值。
41.如图3所示，在上220v/380v强电之前，先通过可控电流源给两个继电器提供一个小电流，主控板同时发送两个导通信号，控制两个继电器同时导通。此时继电器的触点回路中是有电流的(即主回路，即连接dc 与电流传感器的两个端子)，电流传感器将检测到的电流信号转换为模拟的电压信号，然后通过ad芯片将模拟的电压信号转换为连续的数据流，主控板将采集到第一个数据的时间当作继电器的导通时间，就可以得到两个继电器的导通时间差tn。
42.如图3所示，如果tn《50us(可根据实际需求设置)，就可以将可控电流源的输出调为0，然后将两个继电器关断，待母线电压升至设定值后，就可以将tn这个补偿时间加在继电器k1的导通信号上，控制两个继电器导通；如果tn≥50us，就保持电流源输出一个小电流，先将两个继电器关断，把补偿时间tn加在继电器k1的导通信号上后再控制两个继电器导通，之后再次检测两个继电器的导通时间差tn，如不满足要求再重复上述步骤，直到满足所需要求为止。
43.根据本发明的一个或多个实施例，假设两个继电器导通时间差在50us以内满足要
求，则判断tn＜50us时停止调节，即可控电流源不输出，继电器关断，tn也可以是10us、20us，这个时间根据实际的操作要求来设定。
44.根据本发明的一个或多个实施例，本发明的方法中的控制逻辑可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(例如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘、数字多功能磁盘、高速缓存、随机存取存储器和/或任何其他存储设备或存储磁盘)上的编码的指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现如本发明以上方法的流程的处理，在非暂时性计算机和/或机器可读介质中存储任何时间期间(例如，延长的时间段、永久的、短暂的实例、临时缓存和/或信息高速缓存)的信息。如本文所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。
45.根据本发明的一个或多个实施例，本发明的方法可以使用控制电路、(控制逻辑、主控系统或控制模块)来实现，其可以包含一个或多个处理器，也可以在内部包含有非暂时性计算机可读介质。具体地，主控系统或控制模块可以包括微控制器mcu。用于实现本发明方法的处理的处理器可以诸如但不限于一个或多个单核或多核处理器。(一个或多个)处理器可包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器等)的任何组合。处理器可与其耦接和/或可包括计存储器/存储装置，并且可被配置为执行存储在存储器/存储装置中的指令，以实现在本发明中控制器上运行的各种应用和/或操作系统。
46.作为本发明示例的上文涉及的附图和本发明的详细描述，用于解释本发明，但不限制权利要求中描述的本发明的含义或范围。因此，本领域技术人员可以很容易地从上面的描述中实现修改。此外，本领域技术人员可以删除一些本文描述的组成元件而不使性能劣化，或者可以添加其它的组成元件以提高性能。此外，本领域技术人员可以根据工艺或设备的环境来改变本文描述的方法的步骤的顺序。因此，本发明的范围不应该由上文描述的实施例来确定，而是由权利要求及其等同形式来确定。
47.尽管本发明结合目前被认为是可实现的实施例已经进行了描述，但是应当理解本发明并不限于所公开的实施例，而相反的，意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同配置。