专利名称：：低压电器专用芯片的利记博彩app
技术领域：
：本发明属于微电子技术应用领域，具体涉及一种低压电器专用芯片。
背景技术：
：目前，在微电子技术应用领域，交流接触器是一种典型的电器元件，当线圈通电以后，在电磁力的作用下，动铁芯以很高的速度带动动触头运动，运动到一定行程后，动、静触头发生碰撞，引起触头的多次弹跳，然后又发生动、静铁芯间的碰撞，再次产生弹跳。按照国家标准中规定，接触器应当在85%~110%的额定电压下完成吸合，目前的交流接触器就可以达到此项要求，但是在此电压范围之外接触器仍然有可能完成闭合，存在的隐患和问题一、在电压过高的条件下闭合接触器触头时，由于其电压过高会导致接触器线圈中流过的电流过大，从而使得接触器触头闭合速度太快，引起较强的振动，由于接触器触头闭合过程中的流过触头的电流为6倍额定工作电流，因此会造成触头严重的烧蚀；二、由于接触器的主要用途是接通和分断交直流主电路及大容量控制电路，其中包括鼠笼式电动机的启动等，在电压过低的条件下闭合接触器触头时，电动机为了维持恒定的输出功率，必须增大电流，在这种条件下工作的电动机非常容易被烧毁；三、当电压跌落到临界点时，接通传统的交流接触器会出现触头剧烈振动的情况，这时主回路的电流会出现时断时续的状态，容易成受控电器运行状态不稳定；四、传统的接触器，由于受到外部交流电的直接控制，无论在吸合或保持状态下线圈两端的电压始终保持不变，在吸合阶段，较大的吸合电压会使得触头运动速度过快，从而引起触头的多次碰撞；在触头状态稳定后，线圈两端的电压和电流一直处于余量很大的状态，浪费很多的能量。
发明内容为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种低压电器专用芯片，能够使系统的吸力特性与反力特性得到合理的配合，并保持稳定，不受电源电压波动的影响，能够使受控设备具有电气工作寿命长、交流接触器运行能耗低、铜铁等原材料需求小、工作噪音小的特点，同时还提高了受控设备的安全性、电气部件的稳定性、系统算法的保密性及不同接触器的通用性。为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为一种低压电器专用芯片，包括模数转换器l、内部电压参考2、高低电压比较器3、有效值算法控制器4、单值算法控制器5、上电复位器6、内建时钟晶振7、电可擦写可编程只读存储器8、状态监测控制器9、控制信号发生器10、寄存器文件11、通用异步收发传输器12、高电压驱动器13、外部时钟晶振接收器14、输入输出控制器15、时钟晶振控制器16，其中内部电压参考2的2D输出端同模数转换器1的1D输入端相连，内部电压参考2的2E输出端同高低电压比较器3的3D输入端相连，模数转换器1的1E输出端同有效值算法控制器4的4D输入端相连，模数转换器1的1F输出端同单值算法控制器5的5D输入端相连，有效值算法控制器4的4E输出端分别同电可擦写可编程只读存储器8的8D输入端、状态监测控制器9的9E输入端相连，单值算法控制器5的5E输出端分别同电可擦写可编程只读存储器8的8E输入端、状态监测控制器9的9D输入端相连，电可擦写可编程只读存储器8的8F输出端同控制信号发生器10的10D输入端相连，电可擦写可编程只读存储器8的8H输出输入双向端同通用异步收发传输器12的12D输入输出双向端相连，控制信号发生器10的10F输入端同寄存器文件11的11E输出端相连，控制信号发生器10的10E输出端同高压驱动器13的13B输入端相连，高低电压比较器3的3E输出端同状态监测控制器9的9F输入端相连，状态监测控制器9的9G输出端同电可擦写可编程只读存储器8的8G输入端相连，状态监测控制器9的9H输入输出双向端同寄存器文件11的11D输出输入双向端连接，上电复位器6的6D输出端同有效值算法控制器4的4B输入端相连接，上电复位器6的6E输出端同单值算法控制器5的5B输入端相连接，上电复位器6的6F输出端同电可擦写可编程只读存储器8的8B输入端相连接，上电复位器6的6G输出端同控制信号发生器10的10B输入端相连接，上电复位器6的6H输出端同状态监测控制器9的9B输入端相连接，上电复位器6的6I输出端同寄存器文件11的IIB输入端相连接，内建时钟晶振7的7D输出端同时钟晶振控制器16的16D输入端相连接，外部时钟晶振接收器14的14D输出端同时钟晶振控制器16的16E输入端相连接，时钟晶振控制器16的16G输出端同有效值算法控制器4的4C输入端相连接，时钟晶振控制器16的16H输出端同单值算法控制器5的5C输入端相连接，时钟晶振控制器16的161输出端同电可擦写可编程只读存储器8的8C输入端相连接，时钟晶振控制器16的16J输出端同控制信号发生器10的IOC输入端相连接，时钟晶振控制器16的16K输出端同状态监测控制器9的9C输入端相连接，时钟晶振控制器16的16L输出端同寄存器文件11的11C输入端相连接，时钟晶振控制器16的16F输出端同通用异步收发传输器12的12E输入端相连接，输入输出控制器15的15D输出端同模数转换器1的1A输入端相连接，输入输出控制器15的15E输出端同内部电压参考2的2A输入端相连接，输入输出控制器15的15F输出端同高低电压比较器3的3A输入端相连接，输入输出控制器15的15G输出端同内建时钟晶振7的7A输入端相连接，输入输出控制器15的15H输入输出双向端同电可擦写可编程只读存储器8的8A输出输入双向端相连接，输入输出控制器15的15I输入端同控制信号发生器10的10A输出端相连接，输入输出控制器15的15J输出输入双向端同通用异步收发传输器12的12A输入输出双向端相连接，输入输出控制器15的15K的输入端同高电压驱动器13的13A输出端相连接，输入输出控制器15的15L输出端同外部时钟晶振接收器14的14A输入端相连接。本发明的工作原理为由外部电压参考通过输入输出控制器15与芯片内部相连或者直接用内部电压参考2作为基准电压参考，此参考作用于模数转换器1和高低压比较器3，由外部的采样电压同输入输出控制器15相连接，把采样的电压信号送给模数转换器1，同时通过参考电压作为基准进行模数转换，把转换完成的10位2进制数据送到有效值算法控制器4和单值算法控制器5，通过有效值算法控制器4可以得到一个8位2进制数据，同样通过单值算法控制器5也可以得到一个8位2进制数据，这两个数据分别送给状态监测控制器9，状态监测控制器9根据内部算法取出其中一个8位2进制数据，同时在电可擦写可编程只读存储器8中就相应数据进行匹配，匹配到匹配数据，则取出相应的频率和占空比数据，把他们发送到控制信号发生器10，高压驱动器13把这一信号通过输入输出控制器15输出到芯片外部，对于高低电压比较器3也是同过前边提到的参考电压作为基准，通过输入输出控制器15同外部的电压高低限和反馈电压进行比较，得到三种状态的反馈值送到状态监测控制器9，状态监测控制器9对这三种的反馈值敏感度较高会优先处理，从寄存器文件中得到默认的状态，把特定状态信号送到控制信号发生器10，高压驱动器13把这一信号通过输入输出控制器15输出到芯片外部，上电复位器6在芯片上电的时候对芯片上的所有寄存器进行复位，通过输入输出控制器15同外部的特定连接端口对选用内建还外部时钟进行选择，选为内建时，内建时钟晶振7产生的两种时钟频率，通过时钟晶振控制器16的选择，给芯片中其它部件提供时钟频率；选为外部时，外部时钟通过输入输出控制器15输入，外部时钟晶振接收器14进行接收，同过时钟晶振控制器16的选择，给芯片中其它部件提供时钟频率，芯片在测试模式的情况下，通过输入输出控制器15的特定端口，外部同计算机相连接，内部同通用异步收发传输器12连接，对电可擦写可编程只读存储器8中的数据进行读写操作。芯片通过采集得到的电压数据和电流数据，判断主回路所处的工作状态、外部电压状态。当外部电压信号满足要求时，芯片执行吸合过程，芯片发出的控制信号直接施加外部的MOSFET模块的门极以达到控制MOSFET模块通断的目的。由于本发明通过低压电器专用芯片采集到电压和电流的采样回馈值，具有以下特征一、以该芯片作为核心的专用集成电路为控制核心的交流接触器产品经优化后可以大幅度的减小铜、铁等原材料的使用量，降低接触器成本；二、在启动阶段根据电流的变化率，降低触头和铁芯的闭合速度，减少触头的振动和弹跳，从而延长接触器寿命；三、在吸持阶段，保持线圈电压在较低的数值，大幅度的降低接触器运行能耗。实验的目就是为了从这三个方面来验证智能控制的功效，为此我们对铁芯重量，线圈匝数及重量进行了测量；对吸合阶段的弹跳和振动作了测量和对比；对吸持阶段接触器功耗进行了测量和对比，从而验证了专用集成电路在节能，降噪，减小振动，延长寿命等方面的功效；四、采用芯片所以减少了整个系统的外部器件，把模数转换、电压比较、高压预驱动、逻辑算法都整合到了一起，所有器件的稳定性也得到了很大的提高；五、通过在芯片硬件的设计中加入了一系列的保护算法，使得芯片对系统算法有了较高的保密性，直接通过芯片内部的数据调整就可以直接应用在不同的接触器上，提高了通用性。图1是本发明的结构框图。图2是接触器吸合、释放电压范围示意图。图3是CJ20-630交流接触器振动图形。图4是智能接触器触头振动图形。图中1、模数转换器；2、内部电压参考；3、高低电压比较器;4、有效值算法控制器；5、单值算法控制器；6、上电复位器；7、内建时钟晶振；8、电可擦写可编程只读存储器；9、状态监测控制器；10、控制信号发生器；11、寄存器文件；12、通用异步收发传输器；13、高电压驱动器；14、外部时钟晶振接收器；15、输入输出控制器;16、时钟晶振控制器。具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步详细的描述。参见图1，本发明由外部电压参考通过输入输出控制器15与芯片内部相连或者直接用内部电压参考2作为基准电压参考，此参考作用于模数转换器1和高低压比较器3。由外部的采样电压同输入输出控制器15相连接，把采样的电压信号送给模数转换器1，同时通过参考电压作为基准进行模数转换，把转换完成的10位2进制数据送到有效值算法控制器4和单值算法控制器5，通过有效值算法控制器4可以得到一个8位2进制数据，同样通过单值算法控制器5也可以得到一个8位2进制数据，这两个数据分别送给状态监测控制器9，状态监测控制器9根据内部算法取出其中一个8位2进制数据，同时在电可擦写可编程只读存储器8中就相应数据进行匹配，匹配到匹配数据，则取出相应的频率和占空比数据，把他们发送到控制信号发生器10，高压驱动器13把这一信号通过输入输出控制器15输出到芯片外部，对于高低电压比较器3也是同过前边提到的参考电压作为基准，通过输入输出控制器15同外部的电压高低限和反馈电压进行比较，得到三种状态的反馈值送到状态监测控制器9，状态监测控制器9对这三种的反馈值敏感度较高会优先处理，从寄存器文件中得到默认的状态，把特定状态信号送到控制信号发生器10，高压驱动器13把这一信号通过输入输出控制器15输出到芯片外部，上电复位器6在芯片上电的时候对芯片上的所有寄存器进行复位，通过输入输出控制器15同外部的特定连接端口对选用内建还外部时钟进行选择，选为内建时，内建时钟晶振7产生的两种时钟频率，通过时钟晶振控制器16的选择，给芯片中其它部件提供时钟频率；选为外部时，外部时钟通过输入输出控制器15输入，外部时钟晶振接收器14进行接收，同过时钟晶振控制器16的选择，给芯片中其它部件提供时钟频率，芯片在测试模式的情况下，通过输入输出控制器15的特定端口，外部同计算机相连接，内部同通用异步收发传输器12连接，对电可擦写可编程只读存储器8中的数据进行读写操作。芯片通过采集得到的电压数据和电流数据，判断主回路所处的工作状态、外部电压状态。当外部电压信号满足要求时，.芯片执行吸合过程。芯片发出的控制信号直接施加外部的绝缘栅极场效应晶体管模块的门极以达到控制绝缘栅极场效应晶体管模块通断的目的。参见图1，模数转换器1是10位逐次比较型模数转换器，在本发明中工作时采样率为1.6KHz。转换算法为换算结果=(模数转换器输入电压/参考电压)X1024。连接到外部基准源，也可以接到内部基准源。经模数转换器转换后得到一个10位、1.6KHz的并行数据流数据，经与存取模数转换器直流分量补偿值校准精度后，再与存取模数转换器幅度补偿系数相乘调整动态范围，在0-1023之间做钳位后得到模数转换器输出数据，最终输出此数据。其中存取模数转换器直流分量补偿值是一个10位有符号数，采用二进制补码格式，高位为符号位。调整范围(+/-)512，存取模数转换器直流分量补偿值寄存器，用来存取模数转换器直流分量补偿值。存取模数转换器幅度补偿系数是一个8位浮点数，高位为整数位，调整范围1倍2倍，存取模数转换器幅度补偿系数寄存器，用来存取模数转换器幅度补偿值。参见图1，内部电压参考2，其功能就是基准输出一个稳定的电压值。参见图l，高低电压比较器3内部有三个独立的比较器，其中两个为低压型比较器，起到下限比较和过流比较的作用，另一个为高压型比较器，起到上限比较的作用。参见图1，有效值算法控制器4，有效值算法为取1周期内16次值的平均值，其刷新信号周期为0.625ms，有效值每次都保持16个单点值的计算，采用时间轴移动的方式进行，即用最新的单点值替换最早的单点值求平均值，平均值结果再取最高10位数据(平均值输出=平均值/1024)。在上电后输入的模数转换器的单点值个数未达到16之前，平均值输出的值是4个单点值的平方和再除以4096;当达到16个输入时，平均值输出的值是按16个单点值的平方和再除以16384。参见图1，单值算法控制器5，单值算法其刷新信号周期为0.625ms，每间隔此周期采出一组数据输出。参见图1，上电复位器6，产生低电平有效复位信号，复位电平为4.0V。参见图l，内建时钟晶振7，工作电压4.5V5.5V，它由2个子振荡器构成，一个工作在240K，一个工作在8M，2%误差，240K只用来从电可擦写可编程只读存储器中读取内部时钟晶振调整码/内部8M时钟晶振调整码调整8M的时钟精度，调整完成后，整个芯片工作在8M。参见图1，电可擦写可编程只读存储器8，电可擦写可编程只读存储器中存储的数据分为三大块:第一块为启动态有效值表/单值表(256byte)和保持态有效值表/单值表(128byte)，通过同输出数据进行匹配映射为相应的地址，据相应的地址在电可擦写可编程只读存储器中査出占空比数据；第二块为可调参数表(64byte)，上电复位后硬件读取相应地址上的数据，更新相应寄存器，第三块为预设参数表(64byte)，上电复位时读取相应地址上的数据，更新相应寄存器。存放异或和数据，存放数据恒为0，存放内部8MHz振荡器的校准参数内部时钟晶振调整码，存放内部8MHz振荡器的校准参数内部8M时钟晶振调整码，存放模数转换器校准参数存取模数转换器直流分量补偿值，存放模数转换器校准参数存取模数转换器幅度补偿系数，存放输出模式，第二组比较器使能的时候，单路门限使能设置值。存放电可擦写可编程只读存储器的加密位，它只在测试模式下有效，正常模式下无效，当通用异步收发传输器向该地址的值写入XX时，表示电可擦写可编程只读存储器被加密，通用异步收发传输器无法读写电可擦写可编程只读存储器。参见图1，状态监测控制器9，整个数据通路部分的工作状态分为空闲态(0状态)，启动态(A状态)，保持态(B状态)，系统复位后位于0状态，驱动端口输出为低电平。O状态转到A状态的条件是在设定时间内(可调0ms150ms，步长为10ms，)，有效值连续满足上下限条件(々《X^4)，则进入A状态，4和^为可设定值，《为前边提到的有效值。在进入A状态期间，驱动端口输出波形，就是有效值控制的控制信号发生器或单点控制输出的控制信号发生器所产生的脉冲波形(其参数由A状态有效值表/单值表、可调参数表给出)。此阶段，在O状态控制信号发生器控制采用输出为衡定低电平，同时开始进行0状态到A状态的检测，在满足A状态之后控制信号发生器采用启动控制数据区控制参数和A状态控制信号发生器基本设置参数；A状态进入B状态的条件是进入A状态后，当有效值满足上下限条件(S^X"^)且延时达到设定时间(10ms150ms，步长为10ms)，则进入B状态。^和^为可设定值，J^为前边提到的有效值。在此期间，驱动端口输出波形，就是有效值控制的控制信号发生器或单点控制输出的控制信号发生器所产生的脉冲波形(其参数由A状态和保持态有效值表/单值表、可调参数表给出)。此阶段，在满足A状态进入B状态之前控制信号发生器采用启动控制数据区控制参数和A状态控制信号发生器基本设置参数，在进入B状态后控制信号发生器采用保持控制数据区控制参数和B状态控制信号发生器基本设置参数；B状态转到0状态的条件是B状态上下限条件不满足(C"义3^)，且达到设定时间(10ms150ms，步长为10ms)。C,.禾口Q为可设定，X3为前边提到的有效值。在B状态期间，驱动端口输出波形，就是有效值控制的控制信号发生器或单点控制输出的控制信号发生器所产生的脉冲波形(其参数由B状态有效值表/单值表、可调参数表给出)。此阶段，在满足B状态进入0状态之前控制信号发生器采用保持控制数据区控制参数和B状态控制信号发生器基本设置参数，在进入O状态后控制信号发生器采用输出为衡定低电平，同时开始进行0状态到A状态的检测。以上是单纯由模数转换器的有效值或者单点值决定的状态转换条件，并且状态转换只能是0+A^B^O的过程，不能有O^B，A^0，B+A的转换。如果比较器使能，则状态转换可以从任何状态向0状态转换。参见图l，控制信号发生器IO，控制信号发生器输出3k30k，每步0.5k;启动和保持态采用不同频率，并可分别设定。占空比输出范围为0%，2%98%，100%，每步0.5°/。。启动态和保持态的占空比参数分别来自启动控制数据区和保持控制数据区。占空比级数为100%+0.5%=200，最小脉宽为0.5%/30k=0.166us-6MHz，由于本系统时钟为8MHz，所以实现最小脉宽为0.125us〈0.166us能满足最大频率30k，占空比为0.5%的要求。参见图l，寄存器文件ll，具有以下功能:<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>器读写，TH常模式下从电可擦写可编程只读存储器的184H/185H中读出。STSTEP空闲态转启动态步长寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的186H/187H中读出。KPHV启动态转保持态上限值寄存器。测试模式下通过通用异歩收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的188H/189H中读出。KPLV启动态转保持态下限值寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的18AH/18BH中读出。KPTIM启动态转保持态时间。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的18CH/18DH中读出。KPSTEP启动态转保持态步长。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的18EH/18FH中读出。IDLEHV保持态转空闲态上限值寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的190H/191H中读出。IDLELV保持态转空闲态下限值寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的192H/193H中读出。IDLETIM保持态转空闲态时间寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的194H/195H中读出。IDLESTEP保持态转空闲态步长寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的196H/197H中读出。STFRE启动态控制信号发生器频率寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的198H/199H中读出。KPFRE保持态控制信号发生器频率寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的19AH/19BH中读出。GLHTIM单路门限比较上限时间寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的19CH/19DH中读出。GLHSTEP单路门限比较上限步长寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的19EH/19FH中读出。GLLTIM单路门限比较下限时间寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的1A0H/1A1H中读出。19G1XSTEP单路门限比较下限步长寄存器。测试模式下通过通用异歩收发传输器读写，正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的1A2H/1A3H中读出。STATUS工作状态寄存器。0(初始态)，1(启动态)，2(保持态)。测试模式下通过通用异步收发传输器只读。E2ERR电可擦写可编程只读存储器数据错误寄存器。0:正确，l:错误。测试模式下通过通用异步收发传输器只读。正常模式下该值由硬件置位。PWMCLMP控制信号发生器钳位寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写。正常模式下由硬件置位和复位。PWMDUTY控制信号发生器占空比寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写。PWMFRE控制信号发生器频率寄存器。当前控制信号发生器的频率，工作状态寄存器决定它来自启动态控制信号发生器频率寄存器或者保持态控制信号发生器频率寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器读写。TRIMO内部时钟晶振调整码。测试模式下由通用异步收发传输器读写。正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的1C2H中读出。TRIM1内部8M时钟晶振调整码。测试模式下由通用异步收发传输器读写。正常模式下从电可擦写可编程只读存储器的1C3H中读出。R时钟晶振_STA内部8M时钟晶振稳定标志。测试模式下通过通用异步收发传输器只读。R时钟晶振—CLOSE关闭内部8M时钟晶振。测试模式下通过通用异步收发传输器只写。R时钟晶振OPEN打开内部8M时钟晶振。测试模式下通过通用异步收发传输器只写。BAUD一HIGH通用异步收发传输器波特切换指示。测试模式下通过通用异步收发传输器只写。XORSUM电可擦写可编程只读存储器异或和结果寄存器。测试模式下通过通用异步收发传输器只读。正常模式下由硬件求异或(电可擦写可编程只读存储器的000H地址到1A7H地址内容的异或和)得到。E2W丽写电可擦写可编程只读存储器完成标志。测试模式下通过通用异步收发传输器只读。写该寄存器可以自动清除该标志位。STDUTY启动态缺省的占空比。测试模式下通过通用异步收发传输器读写。正常模式下，如果电可擦写可编程只读存储器校验出错，而且状态处在启动态，则控制信号发生器的占空比用该值(表示56%)oKPDUTY保持态缺省占空比。测试模式下通过通用异步收发传输器读写。正常模式下，如果电可擦写可编程只读存储器校验出错，而且状态处在保持态，则控制信号发生器的占空比用该值(表示10%)。CMP2DET比较器2高电平检出时间。'0表示1个系统时钟周期(0.125us)。1表示2个系统时钟周期(0.25us)。最大255表示255个系统时钟周期(31.875us)。CMP2TIM比较器2高电平保持时间。0表示1个系统时钟周期(0.125us)。120表示2个系统时钟周期(0.25us)。最大255表示255个系统时钟周期G1.875us)。每次检出比较器2的高电平就保持比较器2高电平保持时间。它与比较器2高电平检出时间共同起到对比较器2输出的虑波作用。E2DECRYPT电可擦写可编程只读存储器的解密寄存器。当向1C8H写入XX时加密电可擦写可编程只读存储器，电可擦写可编程只读存储器禁止通用异步收发传输器读写。当向22CH写入YYH时，可以解密。参见图l，通用异步收发传输器12，有l个独立的串口通用异步收发传输器，它只工作在测试模式下，正常模式下它不工作，主要用于芯片的调测功能。串口是半双工串行通讯接口，不能同时进行串行数据的收发，串口为固定波特率，在调整内部8M时钟晶振期间为9600，内部8M时钟晶振稳定后为115200。每个子帧的数据结构包括起始位，8位数据位和停止位，采用高位优先。参见图1，高压驱动器13，指标30mA，瞬时20us，150mA，上升时间100ns，下降时间100ns。参见图l，时钟晶振控制器16，对内建时钟晶振7和外部时钟晶振接收器14的时钟信号进行选择。在本发明的低压电器专用芯片的控制下，接触器可以达到以下电气和机械性能一、参见图2，首先，确定接触器在额定电压Ue的80%~110%范围内稳定吸合，但是在此电压范围之外，外部上电时接触器触头完全不动作，这样就可以保证，吸合电压过高或过低带来的不利因素和安全隐患。其次，当接触器在国标规定的范围之内闭合之后，外部电压发生了变化。电压波动超出了国标规定的范围则通过采样电路的监测，在电压低于75%或高于120%额定电压Ue的情况下，使得智能控制单元可以切断控制回路进而切断主电流回路，之所以要保证释放接触器触头的电压上下限要比吸合上下限范围要宽，是为了防止在吸合电压边缘，电压发生小范围的波动，如果没有这样一个电压的缓冲区则当电压在此范围内变化时接触器触头会发生严重的振动。通过这样的操作可以保证(一)接触器触头在国标规定的范围内稳定的吸合，而在此范围之外稳定的不吸合；(二)在运行过程中当电压超过该范围时，保证接触器可以及时地断开主回路。通过这两方面的智能操作，可以保证被控设备的稳定安全运行。二、在智能控单元中通过程序数据的方式把经过反复试验测得的数据存储下来，在接触器运行过程中，通过对电压、电流的采样以及将采样得到的数据和原有的试验数据进行对比，通过电流的变化来判断，接触器触头在闭合过程中所处的位置。在接触器的闭合过程中，虽然维持电磁机构线圈的中的电压保持不变，但是随着动、静触头之间的气隙发生快速的变化会引起线圈电感量大幅度变化，从而导致在电压和电阻恒定的情况下，线圈中的电流会发生剧烈的波动，这样的电流随触头位移变化曲线是所有交流接触器所共有的特性，因此通过电流的变化率来判断触头的位移和行程可以到达准确的判断效果。随着接触器位置的变化，不断的改变接触器吸合过程中线圈的两端的电压，从而保证触头在闭合瞬间的速度很小进而可以减小触头在闭合过程由于能量过大引起的弹跳，智能控制单元是通过不断输出脉宽连续变化的控制信号发生器信号来改变控制线圈电压。下面将通过实验，采取对比的方式对本发明的特点作进一步描述。分别针对CJ20-630接触器以及基于该芯片的专用集成电路的接触器进行了原理和功能的验证，这两种接触器的额定电压为220V或380V，接触器主回路的额定电流为630A。CJ20-630交流接触器与采用本发明的接触器的铜铁用量对比铁芯线圈(Ue:220v)线圈(Ue:380v)原CJ20-630品质(kg)7.05U71.20采用本发明后的CJ20-630品质(kg)3.5120.510.6节省百分比50.6%44%50%图3和图4所示分别为原CJ20-630交流接触器与采用本发明控制的接触器触头振动图形对比。有无本发明控制时振动次数、时间以及吸持功率对比原CJ20-630交流接触器触头振动次数触头振动时间(ms)吸持功率(w)1,6775220V86118240V107141采用本发明控制的接触器:触头振动次数触头振动时间(ms)吸持功率(w)180V20.52.1220V20.52.12術30.71.923吸合阶段的振动次数和振动时间，是影响接触器寿命的最关键的因素，触头振动的时间越长，振动的次数越多在大电流情况下对其烧蚀越严重，从而会直接导致接触器的寿命变短。国家标准中规定，接触器应当在85%110%的额定电压下完成吸合，因此我们按照该标准的规定分别在其80%，100%和110%的额定电压下对以上的每组数据分别进行了200次测量，取其平均值，振动曲线取其中某次测量结果付出。通过以上的对比可以得出随着电压的增加，无慧控制的接触器在振动、闭合时间、运行时的能耗都会线形的增加。但通过该专用集成电路的优化后，其电气性能大幅度提高，可以在各电压等级下保持完全相同的电气和机械特性。优化之后，在全电压范围内接触器触头在吸合阶段的振动次数和振动时间大幅度减少，在吸持阶段的功耗大幅度降低，节能率在95%以上。综上所述，通过采用以低压电器专用芯片为核心的低压电器专用集成电路的使用，不但可以很好的模拟原有低压电器的良好特性，同时在其动作特性，临界电气特性方面有很好的优化，在加装了专用集成电路后，在吸合、吸持阶段，不断地根据采样得到的电流改变输出控制信号。在控制信号的作用下，保持线圈工作电压不断的根据主回路的电压，电流的变化而变化维持低压电器的超低能耗运行，在专用集成电路的作用下，交流接触器控制回路由交流转换为直流控制，从而可以在结构上简化针对交流控制使用的分磁环，同时可以使交流接触严格按照国家标准设定吸合和释放电压范围，这样更有利于保证被控制电器的稳定运行，在吸合电压下限避免传统低压电器的剧烈振动，从而更好的延长触头和整个接触器的使用寿命。加装该专用集成电路的接触器的磁系统包括铁芯和线圈可得到大幅的优化，从而减少材料的使用量。目前采用该低压电器专用芯片的低压电器专用集成电路以被应用于CJ20全系列接触器，性能良好，并通过了电磁相容包括浪涌、快速脉冲群电压跌落国家三级标准检验。权利要求1、低压电器专用芯片，包括模数转换器(1)、内部电压参考(2)、高低电压比较器(3)、有效值算法控制器(4)、单值算法控制器(5)、上电复位器(6)、内建时钟晶振(7)、电可擦写可编程只读存储器(8)、状态监测控制器(9)、控制信号发生器(10)、寄存器文件(11)、通用异步收发传输器(12)、高电压驱动器(13)、外部时钟晶振接收器(14)、输入输出控制器(15)、时钟晶振控制器(16)，其特征在于内部电压参考(2)的2D输出端同模数转换器(1)的1D输入端相连，内部电压参考(2)的2E输出端同高低电压比较器(3)的3D输入端相连，高低电压比较器(3)的3D输入端相连，模数转换器(1)的1E输出端同有效值算法控制器(4)的4D输入端相连，模数转换器(1)的1F输出端同单值算法控制器(5)的5D输入端相连，有效值算法控制器(4)的4E输出端分别同电可擦写可编程只读存储器(8)的8D输入端、状态监测控制器(9)的9E输入端相连，单值算法控制器(5)的5E输出端分别同电可擦写可编程只读存储器(8)的8E输入端、状态监测控制器(9)的9D输入端相连，电可擦写可编程只读存储器(8)的8F输出端同控制信号发生器(10)的10D输入端相连，电可擦写可编程只读存储器(8)的8H输出输入双向端同通用异步收发传输器(12)的12D输入输出双向端相连，控制信号发生器(10)的10F输入端同寄存器文件(11)的11E输出端相连，控制信号发生器(10)的10E输出端同高压驱动器(13)的13B输入端相连，高低电压比较器(3)的3E输出端同状态监测控制器(9)的9F输入端相连，状态监测控制器(9)的9G输出端同电可擦写可编程只读存储器(8)的8G输入端相连，状态监测控制器(9)的9H输入输出双向端同寄存器文件(11)的11D输出输入双向端连接，上电复位器(6)的6D输出端同有效值算法控制器(4)的4B输入端相连接，上电复位器(6)的6E输出端同单值算法控制器(5)的5B输入端相连接，上电复位器(6)的6F输出端同电可擦写可编程只读存储器(8)的8B输入端相连接，上电复位器(6)的6G输出端同控制信号发生器(10)的10B输入端相连接、上电复位器(6)的6H输出端同状态监测控制器(9)的9B输入端相连接、上电复位器(6)的6I输出端同寄存器文件(11)的11B输入端相连接，内建时钟晶振(7)的7D输出端同时钟晶振控制器(16)的16D输入端相连接，外部时钟晶振接收器(14)的14D输出端同时钟晶振控制器(16)的16E输入端相连接，时钟晶振控制器(16)的16G输出端同有效值算法控制器(4)的4C输入端相连接，时钟晶振控制器(16)的16H输出端同单值算法控制器(5)的5C输入端相连接，时钟晶振控制器(16)的16I输出端同电可擦写可编程只读存储器(8)的8C输入端相连接，时钟晶振控制器(16)的16J输出端同控制信号发生器(10)的10C输入端相连接，时钟晶振控制器(16)的16K输出端同状态监测控制器(9)的9C输入端相连接，时钟晶振控制器(16)的16L输出端同寄存器文件(11)的11C输入端相连接，时钟晶振控制器(16)的16F输出端同通用异步收发传输器(12)的12E输入端相连接，输入输出控制器(15)的15D输出端同模数转换器(1)的1A输入端相连接，输入输出控制器(15)的15E输出端同内部电压参考(2)的2A输入端相连接，输入输出控制器(15)的15F输出端同高低电压比较器(3)的3A输入端相连接，输入输出控制器(15)的15G输出端同内建时钟晶振(7)的7A输入端相连接，输入输出控制器(15)的15H输入输出双向端同电可擦写可编程只读存储器(8)的8A输出输入双向端相连接，输入输出控制器(15)的15I输入端同控制信号发生器(10)的10A输出端相连接，输入输出控制器(15)的15J输出输入双向端同通用异步收发传输器(12)的12A输入输出双向端相连接，输入输出控制器(15)的15K的输入端同高电压驱动器(13)的13A输出端相连接，输入输出控制器(15)的15L输出端同外部时钟晶振接收器(14)的14A输入端相连接。2、根据权利要求1所述的低压电器专用芯片，其特征在于所说的数模转换器(1)的1D输入端输入电压参考信号，其电压参考信号为内部电压参考(2)输出，也可以数模转换器(1)直接从芯片外部得到电压参考。3、根据权利要求l所述的低压电器专用芯片，其特征在于所说的高低电压比较器(3)内部共有三组比较器，分别对输入电压的的上限、低限和反馈过电压进行输出判断。4、根据权利要求l所述的低压电器专用芯片，其特征在于所说的上电复位器(6)在系统上电后给所有连接的器件发出复位信号。5、根据权利要求1所述的低压电器专用芯片，其特征在于所说的内建时钟晶振(7)内包括两组时钟，输出给时钟晶振控制器(16)备选。6、根据权利要求l所述的低压电器专用芯片，其特征在于所有存储在电可擦写可编程只读存储器(8)中的数据，必须是先写然后才能读，并通过异或和算法保证存储数据是否正确。7、根据权利要求l所述的低压电器专用芯片，其特征在于所说的控制信号发生器(10)得到电可擦写可编程只读存储器(8)的不同情况下特定的频率和占空比控制信号数据，控制信号发生器(10)还得到寄存器文件(11)输出的预设默认情况的数据，最终控制信号发生器(10)输出为确认的情况下特定的频率和占空比数据给高压驱动器(13)。8、根据权利要求l所述的低压电器专用芯片，其特征在于系统初始化的时候寄存器文件(11)输出预设默认情况的数据，系统运行后通过读出电可擦写可编程只读存储器(8)的内容调整寄存器文件(11)的数据。9、根据权利要求l所述的低压电器专用芯片，其特征在于所说的外部时钟晶振接收器(14)包括收到的两组外部时钟，输出给时钟晶振控制器(16)备选。全文摘要低压电器专用芯片，是一种智能化控制交流接触器的器件，通过输入输出控制器输入整流过的电压信号，模数转换器对此信号进行转换，结果通过有效值算法控制器、单值算法控制器、电可擦写可编程只读存储器、状态监测控制器、控制信号发生器、寄存器文件以及高低电压比较器等一系列算法，最终从高压驱动器输出信号，对交流接触器进行控制，并通用异步收发传输器完成芯片同外部的数据交换作用，具有寿命长、能耗低、铜铁需求小、工作噪音小的特点，同时还提高了受控设备的安全性、电气部件的稳定性、系统算法的保密性及不同接触器间的通用性。文档编号G05B19/04GK101510484SQ200910021560公开日2009年8月19日申请日期2009年3月17日优先权日2009年3月17日发明者涛冯,姚建军,戴鹏程,李爱军,喆杨,白浩博申请人:西安智源电气有限公司