继电器的控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，特别是指一种继电器的控制方法。

背景技术

继电器(Relay)是一种电子控制器件，并是一种采用较小的电流来控制较大的电流的开关元件。每一个继电器通常包含一个控制端、一个输入端及一个输出端。该输入端接收一个交流电压信号，该控制端接收来自一个微控制器的一个控制信号，该输出端电连接一个负载。举例来说，当该控制信号的逻辑值等于一个第一逻辑值(如逻辑1)时，该输入端及该输出端间导通，使得该交流电压信号传送至该负载，以提供其运作。而当该控制信号的逻辑值等于一个第二逻辑值(如逻辑0)时，该输入端及该输出端间不导通，使得该交流电压信号不传送至该负载，以暂停其运作。另外，当该输入端及该输出端间不导通时，该输出端的逻辑值通常会通过一个简单的逻辑电路而被设定成该第一逻辑值及该第二逻辑值的其中一者，如逻辑1。

当该控制信号控制该输入端与该输出端间，在由导通变不导通或由不导通变导通时，且当该交流电压信号刚好位于正峰值或负峰值附近时，将导致电弧产生而造成继电器接点的寿命恶化。因此，现有的一种控制方法是将该控制信号作随机的延迟，以减少切换时点在该交流电压信号在正峰值或负峰值所发生的机率。

参阅图1，现有的另一种控制方法是通过一个逻辑电路(如反闸)分别电连接该继电器的该输入端及该输出端，以产生一个第一方波信号及一个第二方波信号，并将该第一方波信号及该第二方波信号传送至一个微控制器。该第一方波信号与该交流电压信号的零交越点在发生时间上是实质相等，该第二方波信号与该输出端的信号的零交越点在发生时间上也是实质相等，即电路延迟小到不影响。

该微控制器在该第一方波信号例如由逻辑0改变为逻辑1时，开始计数一个第一延迟时间，当该第一延迟时间等于T1时，将所产生的该控制信号的逻辑值由逻辑0改变为逻辑1，使得该继电器由不导通改变为导通。假设该输出端在该继电器不导通时，会被设定为逻辑1。则该微控制器再根据该第二方波信号，计算由逻辑1改变为逻辑0再改变为逻辑1间的一个第二延迟时间T2。接着，该微控制器根据改变该第一延迟时间(如变大)，使得该第二延迟时间逐渐缩小或直接改变，而实质上等于零。如此，即能实现一种继电器在零交越点作导通或不导通切换的控制方法。然而，这种现有的控制方法仅能用于单一个继电器，如果直接用在多个继电器的应用环境(如电器产品)中，将导致同样规格的微控制器无法负荷增加的运算量，且多个继电器在相同时间作切换也导致电器产品无法符合相关的电源法规，而成为一个待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于多个继电器且在零交越作切换的控制方法。

于是，根据本发明提供一种继电器的控制方法，适用于N个继电器、N个负载及控制单元。每一个所述继电器包含接收同一个交流电压信号的输入端、接收控制信号的控制端及电连接对应的所述负载的输出端。所述控制单元产生所述N个控制信号，使得所述N个继电器分别操作在导通状态或不导通状态，N为大于1的正整数。所述控制方法包含步骤(a)～(f)。

于步骤(a)，通过所述控制单元依序定义所述N个继电器为第1继电器、第2继电器、…第i继电器…第N继电器，i＝1、2..N。

于步骤(b)，通过所述控制单元获得分别对应所述N个负载的N个感测变数值及分别相关所述N个感测变数值的N个目标设定值。

于步骤(c)，通过所述控制单元根据每一个所述继电器的前次切换状态时间及目前时间、对应的所述感测变数值及所述目标设定值，依序由所述第1继电器至所述第N继电器决定对应的状态设定值。当所述状态设定值等于第一逻辑值时，表示对应的所述继电器保持在所述导通状态或所述不导通状态。当所述状态设定值等于第二逻辑值时，表示对应的所述继电器要改变所述导通状态或所述不导通状态。

于步骤(d)，在所述控制单元决定每一个所述状态设定值后，通过所述控制单元根据所述N个继电器的其中最后改变所述导通状态或所述不导通状态的最后切换状态时间及所述目前时间，决定执行延迟时间，并延迟所述执行延迟时间。

于步骤(e)，在所述控制单元延迟所述执行延迟时间后，通过所述控制单元根据每一个所述继电器的所述状态设定值、对应的所述感测变数值及所述目标设定值，依序由所述第1继电器至所述第N继电器决定其中一者的切换设定。

于步骤(f)，通过所述控制单元根据步骤(e)的所述切换设定，及对应的控制延迟时间，决定对应步骤(e)的其中该者的所述控制信号在所述控制延迟时间的逻辑值。

在一些实施态样中，其中，在步骤(c)中，所述控制单元依照i＝1、2..N的顺序，当判断所述目前时间与所述第i继电器的所述前次切换状态时间的第一时间差值小于对应的第一预定时间长度时，决定对应的所述状态设定值保持不变。接着，当判断所述第一时间差值大于等于对应的所述第一预定时间长度时，再根据对应的所述感测变数值及所述目标设定值，决定所述状态设定值。

在一些实施态样中，其中，在步骤(b)中，所述N个感测变数值都相等，且所述N个目标设定值都相等。

在另一些实施态样中，当任何一个所述继电器操作在所述导通状态时，对应的所述感测变数值会逐渐变大，而当任何一个所述继电器操作在所述不导通状态时，对应的所述感测变数值会逐渐变小。其中，在步骤(c)中，当所述控制单元判断对应所述继电器的所述第一时间差值大于等于对应的所述第一预定时间长度时，且当判断对应的所述感测变数值小于所述目标设定值时，且当所述继电器操作在所述导通状态时，决定所述状态设定值等于所述第一逻辑值。

当所述控制单元判断对应所述继电器的所述第一时间差值大于等于对应的所述第一预定时间长度时，且当判断对应的所述感测变数值小于所述目标设定值时，且当所述继电器操作在所述不导通状态时，决定所述状态设定值等于所述第二逻辑值。

当所述控制单元判断对应所述继电器的所述第一时间差值大于等于对应的所述第一预定时间长度时，且当判断对应的所述感测变数值大于所述目标设定值时，且当所述继电器操作在所述导通状态时，决定所述状态设定值等于所述第二逻辑值。

当所述控制单元判断对应所述继电器的所述第一时间差值大于等于对应的所述第一预定时间长度时，且当判断对应的所述感测变数值大于所述目标设定值时，且当所述继电器操作在所述不导通状态时，决定所述状态设定值等于所述第一逻辑值。

在一些实施态样中，其中，在步骤(c)中，每一个所述第一预定时间长度等于1秒。

在另一些实施态样中，其中，在步骤(d)中，当所述控制单元判断所述目前时间与所述最后切换状态时间的第二时间差值小于第二预定时间长度时，决定所述执行延迟时间等于所述第二预定时间长度减去所述第二时间差值。当所述控制单元判断所述目前时间与所述最后切换状态时间的所述第二时间差值大于所述第二预定时间长度时，决定所述执行延迟时间等于零。

在一些实施态样中，其中，在步骤(d)中，所述第二预定时间长度等于100毫秒(ms)。

在另一些实施态样中，其中，在步骤(e)中，当所述控制单元依照i＝1、2..N的顺序，先判断其中一个所述继电器的所述状态设定值等于所述第二逻辑值，且对应的所述感测变数值大于所述目标设定值时，则决定对应所述继电器的所述切换设定为改变成所述不导通状态。当所述控制单元依照i＝1、2..N的顺序，再判断其中一个所述继电器的所述状态设定值等于所述第二逻辑值，且对应的所述感测变数值小于所述目标设定值时，则决定对应所述继电器的所述切换设定为改变成所述导通状态。

本发明的有益的效果在于：通过所述控制单元依序定义每一个所述继电器的顺序，再依序判断对应的每一个所述状态设定值，并通过所述执行延迟时间错开每一次的切换状态的时间，再根据对应的所述切换设定及所述控制延迟时间，决定对应的所述控制信号，而能够实现一种多个继电器的控制方法。

附图说明

图1是一个时序图，说明现有的一种继电器的控制方法；

图2是一个方块图，说明本发明继电器的控制方法所适用的一个电器设备；

图3是一个流程图，说明本发明继电器的控制方法的一个实施例；及

图4是一个时序图，示例性地说明该实施例的两个控制信号。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图2，本发明继电器的控制方法的一个第一实施例，适用于一个电器设备100及一个交流电源9，该电器设备100包含一个第1继电器21、一个第2继电器22、一个第1负载31、一个第2负载32、一个第1感测器41、一个第2感测器42及一个控制单元1。该电器设备100例如是一个烤箱，该第1负载31及该第2负载32例如分别是一个第一加热管及一个第二加热管，该第1感测器41及该第2感测器42例如分别是一个第一温度感测器及一个第二温度感测器，以分别侦测相关于该第一加热管及该第二加热管的温度，该控制单元1例如是一个微控制器(Mico-controller)，但都不以此为限。另外要特别说明的是：为方便说明起见，在本实施例中，该电器设备100仅以两个继电器及两个负载为例作说明，而在其他的实施例中，该电器设备100也可以包含其他N个继电器及N个负载，N为大于1的正整数。

该第1继电器21包含一个电连接该交流电源9以接收一个交流电压信号的输入端、一个电连接该控制单元1以接收一个第1控制信号的控制端及一个电连接该第1负载31以输出一个第1输出信号的输出端。该第2继电器22包含一个电连接该交流电源9以接收该交流电压信号的输入端、一个电连接该控制单元1以接收一个第2控制信号的控制端及一个电连接该第2负载32以输出一个第2输出信号的输出端。在本实施例中，该交流电源9是市电，该交流电压信号的振幅及频率分别是110伏特且50赫兹，而在其他的实施例中，也可以是220伏特、50赫兹或其他的电压振幅与频率大小。

换句话说，每一个该继电器包含一个接收同一个交流电压信号的输入端、一个接收一个控制信号的控制端及一个电连接对应的该负载且输出一个输出信号的输出端。该控制单元1产生该N个控制信号，使得该N个继电器分别操作在一个导通状态或一个不导通状态。

参阅图2与图3，该继电器的控制方法包含步骤S1～S6。

于步骤S1，通过该控制单元1依序定义该两个继电器为该第1继电器21及该第2继电器22。也就是该控制单元1依序定义该N个继电器为一个第1继电器、一个第2继电器、…一个第i继电器…一个第N继电器，i＝1、2..N。

于步骤S2，通过该控制单元1获得分别对应该第1负载31及该第2负载32的两个感测变数值及分别相关该两个感测变数值的两个目标设定值。也就是该控制单元1获得分别对应该N个负载的N个感测变数值及分别相关该N个感测变数值的N个目标设定值。在本实施例中，该两个感测变数值分别是该第1感测器41及该第2感测器42所侦测的一个第1目前温度及一个第2目前温度。该两个目标设定值分别是一个第1设定温度及一个第2设定温度。

于步骤S3，通过该控制单元1根据每一个该继电器的一个前次切换状态时间及一个目前时间、对应的该感测变数值及该目标设定值，依序由该第1继电器21及该第2继电器22决定对应的一个状态设定值。当该状态设定值等于一个第一逻辑值时，表示对应的该继电器保持在该导通状态或该不导通状态。而当该状态设定值等于一个第二逻辑值时，表示对应的该继电器要改变该导通状态或该不导通状态。该第一逻辑值及该第二逻辑值例如分别是逻辑0及逻辑1，但不在此限。该状态设定值是一种旗标(Flag)的作用，并例如在初始状态是逻辑0。

更详细地说，该控制单元1依照该第1继电器21及该第2继电器22的顺序，先判断该目前时间与该第1继电器21的该前次切换状态时间的一个第一时间差值小于一个对应的第一预定时间长度时，决定对应的该状态设定值保持不变，接着，当判断该第一时间差值大于等于对应的该第一预定时间长度时，再根据对应的该感测变数值及该目标设定值，决定该状态设定值。接着，再对该第2继电器22作与该第1继电器21相同的对应判断与决定。

在本实施例中，对应该第1继电器21及该第2继电器22的该两个第一预定时间长度都等于1秒，且是该交流电压信号的周期的整数倍。当任何一个该继电器操作在该导通状态时，对应的该感测变数值会逐渐变大，即对应的该第一加热管或该第二加热管会持续加热。而当任何一个该继电器操作在该不导通状态时，对应的该感测变数值会逐渐变小，即对应的该第一加热管或该第二加热管会暂停加热。而在其他的实施例中，对应该第1继电器21及该第2继电器22的该两个第一预定时间长度也可以不相同，或者，对应同一个该继电器在该导通状态及该不导通状态的时间长度也可以不相同(即对应两个不同的该第一预定时间长度)，也就是说，该第1控制信号及该第2控制信号的占空比也可以不相同，例如分别是每16秒中导通8秒及每16秒中导通12秒。

举例来说，当该控制单元1判断对应该继电器的该第一时间差值大于等于对应的该第一预定时间长度时，且当判断对应的该感测变数值小于该目标设定值时，且当该继电器操作在该导通状态时，决定该状态设定值等于该第一逻辑值。

当该控制单元1判断对应该继电器的该第一时间差值大于等于对应的该第一预定时间长度时，且当判断对应的该感测变数值小于该目标设定值时，且当该继电器操作在该不导通状态时，决定该状态设定值等于该第二逻辑值。

当该控制单元1判断对应该继电器的该第一时间差值大于等于对应的该第一预定时间长度时，且当判断对应的该感测变数值大于该目标设定值时，且当该继电器操作在该导通状态时，决定该状态设定值等于该第二逻辑值。

当该控制单元1判断对应该继电器的该第一时间差值大于等于对应的该第一预定时间长度时，且当判断对应的该感测变数值大于该目标设定值时，且当该继电器操作在该不导通状态时，决定该状态设定值等于该第一逻辑值。

也就是说，该控制单元1根据每一个该继电器的该前次切换状态时间及该目前时间、对应的该感测变数值及该目标设定值，依序由该第1继电器至该第N继电器决定对应的该状态设定值。该控制单元1是依照i＝1、2..N的顺序，当判断该目前时间与该第i继电器的该前次切换状态时间的该第一时间差值小于对应的该第一预定时间长度时，决定对应的该状态设定值保持不变。接着，当判断该第一时间差值大于等于对应的该第一预定时间长度时，再根据对应的该感测变数值及该目标设定值，决定该状态设定值。

于步骤S4，在该控制单元1决定每一个该状态设定值后，通过该控制单元1根据该N个继电器(即该第1继电器21及该第2继电器22)的其中最后改变该导通状态或该不导通状态的一个最后切换状态时间及该目前时间，决定一个执行延迟时间，并延迟该执行延迟时间。更详细地说，当该控制单元1判断该目前时间与该最后切换状态时间的一个第二时间差值小于一个第二预定时间长度时，决定该执行延迟时间等于该第二预定时间长度减去该第二时间差值。而当该控制单元1判断该目前时间与该最后切换状态时间的该第二时间差值大于该第二预定时间长度时，决定该执行延迟时间等于零。在本实施例中，该第二预定时间长度等于100毫秒(ms)，且是该交流电压信号的周期的整数倍。

于步骤S5，在该控制单元1延迟该执行延迟时间后，通过该控制单元1根据每一个该继电器的该状态设定值、对应的该感测变数值及该目标设定值，依序由该第1继电器21至该第2继电器22决定其中一者的一个切换设定。

更详细地说，当该控制单元1依照i＝1、2..N的顺序，先判断其中一个该继电器的该状态设定值等于该第二逻辑值，且对应的该感测变数值大于该目标设定值时，则决定对应该继电器的该切换设定为改变成不导通状态。当该控制单元1依照i＝1、2..N的顺序，再判断其中一个该继电器的该状态设定值等于该第二逻辑值，且对应的该感测变数值小于该目标设定值时，则决定对应该继电器的该切换设定为改变成导通状态。

换句话说，该控制单元1先判断该第1继电器21的该切换状态是否要改为该不导通状态，再判断该第2继电器22的该切换状态是否要改为该不导通状态，接着，判断该第1继电器21的该切换状态是否要改为该导通状态，再判断该第2继电器22的该切换状态是否要改为该导通状态。

于步骤S6，通过该控制单元1根据步骤S5的该切换设定，及对应的一个控制延迟时间，决定对应步骤S5的其中该者的该控制信号在该控制延迟时间的逻辑值。该控制延迟时间例如是在本案说明书的背景技术段落中所例示的计算方法而获得，也就是说，该控制单元1还电连接该第1继电器21及该第二继电器的该等输入端及该等输出端，并例如包含一个逻辑电路，以产生对应每一个该继电器的一个第一方波信号及一个第二方波信号。该控制单元1根据每一个该继电器的该第一方波信号及该第二方波信号，获得对应的该控制延迟时间(即相当于背景技术的该第一延迟时间及该第二延迟时间的和)。

再参阅图4，图4示例性地说明本实施例中的该第1控制信号及该第2控制信号，该两个控制信号的周期都是1秒(即两个该第一预定时间长度相等)，且切换状态的时间间隔都是保持在100毫秒(即该第二预定时间长度)。该两个继电器的导通或不导通的顺序都是依照该控制单元1定义该第1继电器21及该第2继电器22的顺序。

另外要特别补充说明的是：在其他的实施例中，当该感测变数值未达到该目标设定值时，如该第1目前温度小于该第1设定温度且该第2目前温度小于该第2设定温度时，对应该第1继电器及该第2继电器的该两个第一预定时间长度可以分别等于不同的一个第一预设值及一个第二预设值，直到当该感测变数值达到该目标设定值时，如该第1目前温度等于该第1设定温度且该第2目前温度等于该第2设定温度时，对应该第1继电器及该第2继电器的该两个第一预定时间长度等于同一个预设值，如本实施例的1秒。

此外，在本实施例中，该两个感测变数值分别是该第1感测器41及该第2感测器42所侦测的一个第1目前温度及一个第2目前温度，即该N个感测变数值的N个目标设定值分别为不同的物理量，而在其他的实施例中，该N个感测变数值也可以都相等，且该N个目标设定值也可以都相等，即该电器设备100只有一个感测器。

综上所述，通过该控制单元1先进行每一个该继电器的状态是否要维持的判定，若该继电器在改变状态不足1秒时，则不能够再次改变该继电器的状态，直到该继电器维持相同状态达到1秒时，才能够判定并改变对应的该状态设定值，以确保每一个该继电器不会如背景技术般的频繁改变状态，以避免耐久性的恶化。接着，该控制单元1进行100毫秒的延迟时间的判定与执行，以避免多个继电器同时改变状态而造成突入电流过大的情况发生。最后该控制单元1判定每一个该继电器的该切换设定，且先判断每一个该继电器由该导通状态是否要改为该不导通状态，再判断由该不导通状态是否要改为该导通状态，以提高该电器设备的安全性，所以确实能达成本发明的目的。

以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖的范围内。