交流接触器节能专用芯片的设计与实现
交流接触器电磁系统节能技术研究
Ｈ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｓ ｈ ｉ ｚ ｅ ， Ｇ Ｕ Ｏ Ｑ ｉ ｙ ｉ ， Ｋ Ｅ Ｂ ｏ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ ， Ｚ Ｈ Ｕ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ （ １ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｔ ｏ ｎ ｇ ｊ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ３ ３ １ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ｏ ｌ ｄ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｒ ｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ， ａ ｎ ｄ ｅ ｎ ｈ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ
ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｔ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：ＡＣ ｃ ｏ ｎｔ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ；ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ；ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ａ ｖ ｉ ｎｇ ｄｅ ｉｃ ｖ ｅ；ｔ ｈｙ ｒ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ；ｃ ｏｎ ｄｕｃ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｎｇ ｌ ｅ
摘 要： 针对控 制电器的 电磁系统 节能 问题 ， 提出 了一种 基于 晶闸管 的电磁系 统
节能方案 。晶闸管控制单元输入端接交流 电源 ， 通 过调节可变 电阻值来 控制 电容 的充 放 电时间 ， 经 电容 的不 同充放 电时间改 变 晶闸管 的触发 脉冲移 相角度 的大 小 ， 进而 改 变 晶闸管的导通角大小 。通过调整可变 电阻的阻值 ， 可获得不 同的 吸合 电压 和保持 电 压， 适用于交流接触器不 同的电磁系统 ， 使通用性大大增强 。 关键词 ：交流接触 器 ；电磁 系统 ；节能装置 ；晶闸管 ； 导通角 黄世 泽 （ １ ９ ８ ３ 一） ， 男， 博 士后 ， 研究 方
用于交流接触器的节能模块
用于交流接触器的节能模块1交流接触器运行中的问题交流接触器是一种应用广泛的控制电器，主要用于控制电动机等用电设备的运行和停止，普通的交流接触器在吸合后，交流接触器的线圈里仍然通着交流电，功耗比较大，所以线圈发热、噪声大比较普遍，不仅浪费电能而且线圈的绝缘容易老化使交流接触器的寿命缩短。
2交流接触器节能模块的功能与使用效果在普通交流接触器上使用节能此模块后，交流接触器吸合状态下功耗大幅降低，线圈温度也会大幅降低，可以使接触器的线圈的绝缘层不因为高温而老化，从而延长接触器的使用寿命。
交流接触器吸合状态下噪音大幅降低，改善接触器使用场所的环境条件。
普通交流接触器一般只能在线圈额定电压85%～110%的范围内工作，当线圈两端电压高于额定电压的110%时，交流接触器线圈有可能会因为发热而烧毁，在接触器上加装此模块后，交流接触器承受电压波动的能力增强，在操作电源电压过高的情况下，交流接触器线圈也不会因为发热而烧毁。
加入该模块后使接触器吸合的声音清脆有力，吸合状态下的电流仅为不加装模块时的10%～40%，节电率为90%～60%。
而且接触器吸合后的噪音降低，长时间使接触器保持吸合，接触器线圈表面无明显的温升，甚至还有凉的感觉，对CJ20-400A接触器试验，未加节能模块（线圈电压220V）接触器在吸合后达到稳定状态时的电压为220V、电流为0.615A、噪音为52.5dB、温度为105.2℃，安装模块后，达到稳定状态时的电压为220V、电流为0.184A、噪音为36.6dB、温度为26.8℃，视在功率的节电率为70%；由以上试验可以看出：在接触器线圈回路里加装QCJ交流接触器节能延寿模块后，接触器的电流、噪音、温升均大幅下降，证明模块对交流接触器具有减小线圈回路电流、降低噪音、降低温升的作用。
现在在康保县所有路灯已经安装了该模块，彻底解决了接触器晚上工作时噪声对居民的干扰，节省了大量电费。
3交流接触器节能模块的安装应用在模块的顶部有两个输入接线端子，下部两侧各有两个输出导线，将模块下部的两根输出导线接交流接触器线圈的接线端（A1、A2），将模块顶端的输入接线端接交流接触器的控制电路见图1。
交流接触器节能电路
交流接触器节能电路
沟通接触器是沟通电动机掌握电路中的主要部件，它在工作时，铁心损耗与短路环损耗占电磁系统有功消耗的绝大部分，线圈铜损耗仅4%左右。
本例介绍的沟通接触器节能电路，是将沟通接触器改为沟通起动、直流爱护吸合的工作方式，使其铁心损耗和短路环损耗降至最低，从而节省了电能。
电路工作原理
该沟通接触器节能电路由续流二极管VD、电解电容器C、复合起动按钮Sl、停止按钮S2和沟通接触器KM组成，如图所示。
接通电源，按下起动按钮S1时，沟通220V(或380V)电压经Sl的常开触点和S2的常闭触点加至沟通接触器KM的线圈上，使KM通电吸合，其常开掌握触点接通，主掌握触点将负载(电动机)的工作电源接通，帮助掌握触点将电容器C接人电路中，C开头充电。
松开Sl 后，Sl的常闭触点接通，常开触点断开，C的充电电流使KM维持吸合状态，同时续流二极管VD通过Sl和S2并接在KM线圈的两端。
此后，沟通电源在正半周朔间对电容器C充电，在负半周期间C通过VD放电，使KM始终保持小电流吸合状态。
元器件选择
C选用耐压值为400V的铝电解电容器。
VD选用lN5408型硅整流二极管。
S1选用复合式(动合触点和动断触点各一组)按钮;S2选用动断(常闭)
式按钮。
KM应依据工作电源和电动机的功率合理选用。
接触器用电子节能模块设计
ＷＡ ｎ ｈ ｎ ＮＧ Ｗｅ ｚ ｏ ｇ ， Ｇ ｉｏ ｇ ， ＡＯ Ｗｅｄ ｎ Ｊａ ｐｎ ｉｎ ｉｇ ， Ｈ ＮＧ Ｊ ｎ ｈ ｎ Ａ ｕ ｚ ｅｇ ，
ＬＩ Ｙ ｎ ｈ ｎ ｏ ｇｓ ｅ ｇ ， ＭＡ ｎ ｉ ｇ Ｄｅ ｇｌ ａｎ
（ ）弱 电流 控 制功 能 。产 品可 联 网使 用 ， ９ 执
（ ）采 用 电压 反 时限脉 动全压 起动 ， １ 低压
直流或 直流 脉宽度 调 制 电压 吸持 的方 案 。
行 智 能 电 网终 端 监 控 器 发 出 的 指 令 ： ０ 吸 合 ， “” “１ 释放 （ 块 和产 品需另 设两 控制端 ） ” 模 。 （０ １ ）采 用 标 准 的 先 进 性 。Ｑ Ｔ Ｊ ．２ — ／ Ｄ ０２ １４
验 、 测 方 法 ， 不 仅 有 利 于 发 挥 传 统 产 品 的 优 检 这
势， 也有利 于传 统产 品 的技 术进 步 ； 块 可与不 同 模 厂 家 、 同型 号 、 同规 格 的交 流 接触 器 匹 配 ； 不 不 产 品、 有无模 块 ， 可使 用 。这种兼 容性 既有 利于 产 均 品企 业 的制 造 ， 又有 利于产 品用 户 的使 用 ； 既利 于
现象 ， 不会发 生 线 圈 烧毁 事 故 。 吸持 状 态在 设 计
的吸持 电压 范 围 内吸力 基本 恒 定 ， 会 出现 因 电 不 网电压 瞬 间跌 落或 大 幅波动 而引起 的触 头接触 不 良或误 释放 事故 。 （ ）交 、 两用 功 能 。产 品适 用 于控 制 电压 ７ 直
其 中 ， 波 脉 动 电压 包 括 约 ２ ３幅 值 的直 流 全 ／ 分 量 和约 １３幅值 的交 流分 量 。 ／
小芯片推动大行业，打通接触器节能升级难关
图1 国内交流接触器产量（来源：金升阳）1 “一级能效”更具竞争力接触器相关的能效标准（GB21518-2008《交流接触器能效限定值与能效等级》）对于一级能效的要求非常高，除了永磁式接触器，其他传统交流接触器无法达到此标准，对传统交流接触器的引导作用有图2 国内交流接触器的发展如图2，一般我们把不带任何控制的接触器称为传统型接触器，这种接触器输入电压范围窄（80%~110%额定电压），线圈损耗大（三级能效）。
带无源节电控制的接触器称为第二代节电型接触器，这类接触器一定程度上解决了线圈损耗大的问题，但输入电压范围与传统型无太大差别，未能得到广泛推广。
带PWM控制的接触器称为第三代节电型接触器，这类接触器输入电压范围宽，线圈损耗更小（损耗约为一代的1/10），同时还具备远程通信等功对比显示，第三代节电控制的吸持功耗远小于传统型产品，减小约4~6倍。
同时输入电压可做到交直流宽压，可大幅度减小线圈的型号，传统型接触器的每一个输入额定电压都需要特定的线圈，线圈型号多达十几个，而第三代节电型接触器只需4个型号就能覆盖全电压范围，物料的管理成本大幅度降低。
总体而言，第三代接触器更符合国家智能、环保的工业发展路线。
图3 SCM1501B芯片及基于此的壳架接触器的控制电路板虽然采用第三代接触器，控制电路的成本有所增加，所增加的成本在10%~40%范围内，但接触器壳架越大，控制电路的成本占比越低。
从长远来看，采用第三代接触器的成本是更低的（如图4）。
因为第三代接触器更节能更省电，更符合国家的节能减排政策。
图4 金升阳第三代接触器的节能案例3.2 电路板体积大，接触器结构需重新设计目前所采用的控制器一般为单片机，整个电路的体积较为复杂。
单片机供电电压一般为3.3 V或5 V，为从母线高压取电，需要供电电路；驱动MOS管还需要驱动电路；单片机正常工作还需要一定的外围电图5 SCM1501B控制板装配图以下通过一组测试数据可以展现SCM1501B 的优异性能。
基于PICl2F508的交流接触器节电器设计
基于PICl2F508的交流接触器节电器设计CJ 系列交流接触器以价格便宜及使用寿命长的优势，广泛应用于低压配电，但在运行当中电能损耗大，噪音大，并且经常烧毁线圈。
本文针对交流接触器运行噪声大，耗电高，线圈铁心运行温度高，易烧毁的难题，设计了一款适合CJ 系列交流接触器的节电器，主要是采用单片机PICl2F508 控制可控硅的导通角，也就是控制加在负载(交流接触器线圈)上的电压波形，从而实现交流接触器的大电流直流吸合，低压小电流维持运行，达到无声节能的目的。
1 电路工作原理图1 是交流接触器的原理框图，主要由220 V 交流电输入、可控硅、单片机控制电路和负载等组成。
单片机控制电路主要是控制可控硅的导通时间。
最终加在负载(交流接触器线圈)上的电压波形如图2 所示。
在t=0～T1 期间，可控硅的导通角是180°，加在交流接触器线圈上的电压波形是脉动的直流正弦半波，线圈获得大电流，接触器吸合。
当tT1 后，通过单片机控制可控硅的导通时间为时间很短的T，加在交流接触器线圈上的电压波形是直流窄脉冲波，刚好能使接触器维持在吸合状态。
实践证明，T1 取60ms 就能使接触器可靠地吸合；T 取2 ms，就能使接触器可靠地维持在吸合状态。
通过单片机，能够精确地控制时间T1 和T。
2 系统设计2．1 硬件电路设计2．1．1 单片机PIC12F508 介绍PICl2F508 是Microchip Technology 生产的低成本高性能8 位全静态的基于闪存的CMOS 单片机，总共只有8 个管脚。
它们采用RISC 架构，仅有33 条单字／单周期指令。
除程序跳转指令(为两个周期)外的所有其他指令都是单周期(200 ns)的。
PIC12F508 本身自带上电复位(POR)和内部振荡模式(INTRC)，使器件不再需要外部复位电路和晶振，降低了产品的开发成本。
2．1．2 过零检测电路为了确保利用单片机对可控硅的可。
具有节能、抗电压跌落功能的交流接触器控制模块设计
具有节能、抗电压跌落功能的交流接触器控制模块设计摘要：设计了一种由整流滤波模块、单片机控制模块、低压电源模块、采样模块、抗电压跌落模块等部分组成的交流接触器控制模块，具有闭环直流高电压起动、直流低电压保持、抗电压跌落等功能。
起动时，根据输入电压的大小，单片机输出相应占空比的 PWM 波控制 MOS 管通断，从而控制交流接触器线圈电压，以实现交流接触器的闭环直流高电压起动；保持时，关断 MOS 管，由低压直流电源模块给交流接触器线圈供电，实现交流接触器直流低电压保持。
关键词：交流接触器；节能运行；超级电容；抗电压跌落抗电压跌落交流接触器多使用在连续生产的企业中，不允许意外断电，针对这一特点，设计一款新型智能抗电压跌落控制模块，具有交流供电模式和控制模块直流可控供电模式。
当控制模块正常时，通过控制模块给交流接触器线圈供电，具有直流无声运行、抗电压跌落等功能；一旦控制模块自身发生严重故障，起动转换电路，切断控制模块，通过有触点开关直接提供交流电给交流接触器线圈，维持生产系统正常工作，同时发出报警信号，在系统正常停机的情况下更换控制模块。
1.抗电压跌落控制模块工作原理有触点开关能够实现电路的全开断和隔离，有常开常闭触点能够通断大功率电路，但存在电弧和磨损的问题；电力电子开关操作频率高，可实现无弧通断，但过载能力和通断能力较低。
通过将有触点开关和电子电子开关配合使用，充分发挥各自优势，实现新型智能抗电压跌落控制模块的故障转换功能。
空心箭头表示需要开关电源供电的子电路，控制模块上电后，交流电源通过有触点开关常闭触点加到交流接触器线圈上，使接触器交流运行。
故障保护电路对控制模块进行检测，若模块有故障则保持交流运行，若无故障，交直流隔离转换电路切断交流电源，将接触器转为直流低压保持状态。
单片机通过隔离采样电路，循环检测电源电压，当采样电压低于额定值的60%时，视作电压跌落发生，单片机启动抗电压跌落功能，使交流接触器保持吸持状态。
交流接触器节能技术的应用 廖功龙
交流接触器节能技术的应用廖功龙发表时间：2018-10-01T15:57:41.627Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：廖功龙[导读] 摘要：交流接触器采用节能技术来降低其操作电磁系统所消耗的电功率。
东莞市中汇瑞德电子股份有限公司东莞市 523711 摘要：交流接触器采用节能技术来降低其操作电磁系统所消耗的电功率。
介绍了节能交流接触器的主要技术指标，分析了交流接触器能量损耗机理，给出了节能运行方案及措施。
指出应根据节能原理，结合微机控制技术进行智能型节能交流接触器的研究。
关键词：交流接触器；节能技术；节电率；剩磁式；直流运行交流接触器是一种适用于远距离频繁地接通和分断交流电路的低压控制电器，其主要控制对象是电动机，也可用于控制电焊机、电容器组、电热装置、照明设备等其它负载。
交流接触器的工作原理简单，品种繁多，工作性能好，使用量大，使用面广。
电力系统中有相当比例的电能是通过交流接触器分配到各种用电设备上的。
大、中容量的交流接触器在吸持时消耗的有功功率为几十瓦甚至上百瓦。
国内正在运行的大、中容量交流接触器数量很大，随着工业和电力的发展其使用量还在不断增加，年耗电量是非常可观的。
所以，对大、中容量的以不间断工作制、八小时工作制工作或不频繁操作的交流接触器应该采用节电技术。
从长远的角度看，研究交流接触器的节能技术并推广应用交流接触器的节能运行方案具有重要的经济意义。
1交流接触器的节能原理低压电器的节能技术主要是指通过对低压电器进行技术改造，使之在运行期间消耗的能量降低，最终使运行费用降低。
通常用综合经济效益来衡量节能技术成功与否，通过技术改造，产品成本可能会略有增加，当成本增加量小于节能费用时，可认为该项节能技术是成功的。
交流接触器的节能是指采用节能技术来降低其操作电磁系统所消耗的电功率。
对交流接触器采用节能技术，是对交流接触器外附无声节电器或者制作节能型交流接触器。
交流接触器的电磁系统采用交流控制电源。
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Smart Grid 智能电网, 2011, 1,7-11Design and Implementation of an Energy Saver IC forAC ContactorChen Ding1, Yan Han1, Cheng Peng1, Zhen-Qi Fan1, Xing-Gan Guo21Department of Information Science and Electronic Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027, China;2Hangzhou Huahang Electronics Company, Hangzhou, 310027E-mail:hany@Abstract: When medium and large-capacity AC contactors are working, the AC current flowing through the contactor coil is consume some energy. Meanwhile it is producing a great electromagnetic noise, increasing the coil temperature rise and shortening the life of AC contactor. This paper analyzes the power consumption of AC contactor. According to AC contactor’s characteristics of strong magnetic to pull in and weak magnetic to hold, changing the electromagnetic system form AC operation mode to DC, using the technology of changing the duty cycle automatically, we develop and design an intelligent energy saver ASIC chip ZDLX for AC contactor. The chip fabricated in a 0.5 um mixed-signal CMOS process of Shanghua in Wuxi. The test results confirmed that output signals of the chip meet the design requirements, and the power consumption of AC contactor decline almost 90% (10% of the original) with the chip and application circuit. Therefore, ZDLX can greatly reduce the power consumption of AC contactor greatly, and has important economic and social benefit.Keywords: AC Contactor; Energy Saver; Asic Chip交流接触器节能专用芯片的设计与实现丁晨1，韩雁1，彭成1，范镇淇1，郭行干21浙江大学信电系微电子与光电子研究所，杭州，3100272杭州华杭电子电器公司，杭州，310027E-mail:hany@摘要：大中型交流接触器在正常工作时，交流电通过交流接触器的线圈会消耗一定的能耗，同时会产生较大的电磁噪声，还会增大线圈温升，缩短交流接触器的使用寿命。
本文在对交流接触器能耗进行分析的基础上，根据交流接触器可用强激磁吸动和弱激磁吸持的特点，改变其电磁系统的交流运行方式为直流运行方式，采用自转换式改变占空比的节能方案，设计开发了一款智能型交流接触器节能专用集成电路芯片ZDLX。
此芯片采用0.5 um混合信号CMOS工艺制程。
实测结果表明此芯片配合交流接触器使用后可将后者功耗降低90%（仅为原功耗的10%）。
交流接触器的使用量大面广，因此该节能专用芯片ZDLX具有重要的社会和经济价值。
关键词：交流接触器；节能；专用集成电路芯片1. 绪论交流接触器是现代工业生产中常见的一种电器设备，其工作原理是利用线圈流过交流电产生磁场，使触头闭合，以达到控制大电流负载工作的电器。
根据交流接触器的工作原理，当交流接触器处于吸持的状态时，交流电流通过交流接触器的线圈会消耗一定的能耗。
例如一台CJ20-250A的交流接触器，按1天工作8 h，1年工作300天计算，年耗电量就为156 kW·h。
由于我国正在运行的大、中容量交流接触器数量很大，丁晨等| 交流接触器节能专用芯片的设计与实现8因此累计起来年耗电量非常惊人[1]。
交流接触器的节能技术之一是使接触器在直流方式下运行，这样不仅节省电能，还能显著降低噪声和温升，而且能够延长交流接触器的寿命。
交流接触器的节能技术具有非常大的经济效益和社会效益。
目前市场上已经实际存在的交流接触器节能运行方案很多。
但是节能技术的推广面比较小，普及率不高。
出现这种情况主要原因有：有的节能附加装置要占用或者调整接触器的辅助触头；有的节能方案还不够完善，可能会降低交流接触器的工作可靠性、性能指标以及使用寿命[2]。
在这样的背景下，本文设计了一款采用改变占空比自转换式方案的交流接触器节能专用芯片ZDLX。
此种节能方案具有体积小，成本低，节电效果好，并且不需要占用接触器的辅助触头，可以轻易地对已有的传统交流接触器进行改造。
因此此芯片具有推广应用的价值，真正能使量大面广的机电产品降低能耗的经济和社会效益。
2. 交流接触器节能的基本原理交流接触器是基于“通电吸合，带电保持，断电释放”的工作原理上的，并且控制方式一般采用交流电流控制。
交流接触器在正常工作时，交流电通过接触器线圈，不仅存在铜损而且存在铁损。
一方面，交流接触器的线圈一般都是铜线，这些铜导线具有一定的电阻，电流流过线圈的电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。
铜损由线圈电流决定，占总能耗的30%左右。
另一方面，线圈通交流电后所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会产生感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好像一个旋涡，所以称为“涡流”。
这个“涡流”使接触器的损耗增加，并且使接触器的铁心发热导致温升增加。
由“涡流”所产生的损耗称为“铁损”。
铁损占总能耗的70%左右。
交流接触器节能的基本原理是将其电磁系统交流运行方式改为直流吸合，直流吸持的工作方式。
同时交流接触器具有强激磁吸动和弱激磁吸持的特性。
所谓强激磁吸动，就是要使交流接触器的触头从断开到吸合，必须要有强磁场的作用。
而弱激磁吸持是指一旦接触器的触头吸合，只需较弱的磁场就能使接触器的触头保持吸持状态。
因此可以使线圈先流过大电流使接触器吸合，吸合后通过小电流让接触器保持在吸持状态。
从而让交流接触器在吸持状态实现节能的目的。
改变占空比自转换式节能器的节能是通过改变芯片输出脉冲的宽度来实现的。
在吸合阶段，调节输出脉冲为宽脉冲得到高吸动电压，从而使交流接触器安全可靠地吸合。
吸合之后，节能器再将输出脉冲转换成足以维持吸合的窄脉冲，从而维持低电压，以达到节能的目的。
改变占空比自转换式节能器的基本信号处理流程为：交流电源经二极管半波整流转换成直流后直接供电给操作线圈，使接触器电磁系统强激磁吸动。
然后经一段时间的延时后由变换器自动转换为窄脉冲宽度的脉冲信号来控制线圈的接通和关断，使线圈上的电压成为10V以下的脉冲电压，从而实现交流接触器吸持状态的低电能消耗目的[3][4][5]。
3. 芯片的设计ZDLX节能专用芯片的系统框图如图2所示，此芯片采用数模混合设计方法，其系统构造分为模拟部分与数字部分，其中模拟部分主要作为辅助电路、接口电路、时钟信号产生及信号的前端处理的作用。
而数字部分主要作用是对外部信号进行基于某种算法的处理，产生所希望的控制信号。
框图中模拟部分的模块主要包括电源模块、缓冲模块、振荡器模块以及基准模块以及上电复位电路[6, 7, 8]。
数字部分的模块主要包括分频电路、延时模块、脉宽调整模块、信号合成模块以及输出缓冲模块[9]。
模拟部分的电路模块主要功能是产生一个稳定的时钟脉冲信号以及上电复位信号，时钟脉冲信号给数字电路作为时钟基准，而上电复位信号则在上电开始时对输出清零。
数字电路通过脉宽调整模块将输入的10 ms脉宽的工频方波信号处理为脉宽为1.5 ms的工频方波信号，延时模块将上电复位信号延时130 ms后作为信号合成模块的控制端，最后通过输出缓冲电路输出信号。
因此电源电压上电后芯片先输出周期为20 ms,脉冲宽度为10 ms的工频方波信号，然后经过130 ms延时后输出经脉冲宽度调整电路输出的脉冲宽度为 1.5 ms的工频方波信丁晨等| 交流接触器节能专用芯片的设计与实现9号。
图2是芯片的整体功能仿真图，IN曲线是周期为20ms,脉冲宽度为10 ms的输入工频方波信号，SUPPLY为芯片的电源电压曲线，RESET为模拟部分上电复位电路产生的上电清零信号。
从图中可以看出，当芯片的电源电压上升到大概3.8 V以上时，芯片内部的清零信号RESET输出高电平，在接着的130 ms时间内芯片输出脉冲宽度为10ms的工频波形信号。
130 ms后，SELECT输出为低电平，芯片输出接着输出脉冲宽度为1.5 ms的脉冲波形。
而当电源电压突然降低到3.8 V以下时，RESET输出为0,芯片输出也为0。
而当电源电压恢复到正常电压时，芯片输出重复正常上电后的输出信号，因此芯片同时能够实现在电源电压降低到一定值时输出清零并当电源电压正常时正常输出的功能。
4. 芯片的外围电路以及工作原理结合芯片外围应用电路图图3和节能器工作波形示意图图4，节能器的工作原理如下：220V交流电源接到AC1和AC2之间，交流电通过整流二极管进行半波整流，整流后交流接触器一端的E点电压如图4所示。
整流后的电压通过R2、R3及稳压管D3分压后得到周期为20 ms,脉冲宽度为10ms 的工频方波信号，将这个方波信号输入到芯片的信号输入端Signal。
整流后的电压同时经过降压电阻R1、稳压二极管D4及滤波电容C1和C3得到一个稳定的5 V电源电压给ZDLX芯片进行供电。