直流固態(tài)繼電器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直流固態(tài)繼電器，包括輸入控制模塊、隔離元器件為磁環(huán)變壓器的隔離模塊以及倍壓整流模塊和功率輸出模塊；所述輸入控制模塊的輸入端連接直流控制電源；所述磁環(huán)變壓器的初級(jí)線圈連接所述輸入控制模塊的輸出端；所述倍壓整流模塊的輸入端連接所述磁環(huán)變壓器的次級(jí)線圈；所述功率輸出模塊包括絕緣柵雙極型晶體管Q2，所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極連接所述倍壓整流模塊的輸出端，絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極、發(fā)射極分別連接負(fù)載電源的正、負(fù)極。本實(shí)用新型提供的直流固態(tài)繼電器應(yīng)用更加靈活，穩(wěn)定性更好，輸出功率也更大，而且方便實(shí)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
直流固態(tài)繼電器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及固態(tài)繼電器，具體涉及直流固態(tài)繼電器。

【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)繼電器除具有與電磁繼電器一樣的功能外，還具有邏輯電路兼容，耐振耐機(jī)械沖擊，安裝位置無(wú)限制，具有良好的防潮防霉防腐蝕性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也極佳，輸入功率小，靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，噪聲低和工作頻率高等特點(diǎn)。專(zhuān)用的固態(tài)繼電器可以具有短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)功能，與組合邏輯固化封裝就可以實(shí)現(xiàn)用戶需要的智能模塊，直接用于控制系統(tǒng)中。
[0003]目前固態(tài)繼電器已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外圍接口設(shè)備、恒溫系統(tǒng)、調(diào)溫、電爐加溫控制、電機(jī)控制、數(shù)控機(jī)械、遙控系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化裝置；信號(hào)燈、調(diào)光、閃爍器、照明舞臺(tái)燈光控制系統(tǒng)；儀器儀表、醫(yī)療器械、復(fù)印機(jī)、自動(dòng)洗衣機(jī)；自動(dòng)消防，保安系統(tǒng)以及作為電網(wǎng)功率因素補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙莸那袚Q開(kāi)關(guān)等等，另外在化工、煤礦等需防爆、防潮、防腐蝕場(chǎng)合中都有大量使用。
[0004]市場(chǎng)上固態(tài)繼電器種類(lèi)繁多，但大多數(shù)是交流固態(tài)繼電器，應(yīng)用于各種直流負(fù)載設(shè)備等場(chǎng)合的直流固態(tài)繼電器比較少，市場(chǎng)上較少的直流固態(tài)繼電器都采用晶體三極管作為開(kāi)關(guān)器件，由于條件限制，該直流固態(tài)繼電器靈活性差，當(dāng)輸出功率不同時(shí)需要改動(dòng)多只元器件才能實(shí)現(xiàn)；并且導(dǎo)通后壓降高、發(fā)熱量大，導(dǎo)致其穩(wěn)定性也很差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是直流固態(tài)繼電器靈活性差、穩(wěn)定性不好的問(wèn)題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是提供一種直流固態(tài)繼電器，包括輸入控制模塊、隔離元器件為磁環(huán)變壓器的隔離模塊以及倍壓整流模塊和功率輸出豐吳塊；
[0007]所述輸入控制模塊的輸入端連接直流控制電源；
[0008]所述磁環(huán)變壓器的初級(jí)線圈連接所述輸入控制模塊的輸出端；
[0009]所述倍壓整流模塊的輸入端連接所述磁環(huán)變壓器的次級(jí)線圈；
[0010]所述功率輸出模塊包括絕緣柵雙極型晶體管Q2，所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極連接所述倍壓整流模塊的輸出端，絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極、發(fā)射極分別連接負(fù)載電源的正、負(fù)極。
[0011]在上述直流固態(tài)繼電器中，所述輸入控制模塊包括第一電阻R1、第一電容Cl、第三電阻R5以及二極管Dl和NPN型三極管Ql ;其中，第一電阻Rl和第一電容Cl并聯(lián)后，一端連接NPN型三極管Ql的基極；另一端連接磁環(huán)變壓器Tl的初級(jí)線圈的輸入端和直流控制電源的正極；NPN型三極管Ql的集電極連接磁環(huán)變壓器Tl的初級(jí)線圈的輸出端；NPN型三極管Ql的發(fā)射極依次經(jīng)過(guò)第三電阻R5和二極管Dl連接直流控制電源的負(fù)極，二極管Dl的負(fù)極與直流控制電源的負(fù)極相連；在基極與發(fā)射極間和集電極與發(fā)射極間分別并聯(lián)一只電容C2和C3。
[0012]在上述直流固態(tài)繼電器中，在所述直流控制電源的正、負(fù)極之間接入工作指示電路，所述工作指示電路包括一只電阻R2和一只發(fā)光二極管D2 ;所述電阻R2的一端與所述發(fā)光二極管D2的正極串聯(lián)，另一端連接直流控制電源的正極，所述發(fā)光二極管D2的負(fù)極與直流控制電源的負(fù)極連接。
[0013]在上述直流固態(tài)繼電器中，所述功率輸出模塊還包括穩(wěn)壓二極管D7、泄放電阻R7和限流電阻R6，所述穩(wěn)壓二極管D7和所述泄放電阻R7并聯(lián)，所述穩(wěn)壓二極管D7負(fù)極的一端與所述倍壓整流模塊輸出端、所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的發(fā)射極以及負(fù)載電源的負(fù)極連接；所述穩(wěn)壓二極管D7的負(fù)極與所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極相連；所述限流電阻R6連接在所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極與所述倍壓整流模塊輸入端之間；所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極連接負(fù)載電源的正極。
[0014]在上述直流固態(tài)繼電器中，所述絕緣柵雙極型晶體管Q2亦可用內(nèi)部帶阻尼二極管的型號(hào)或者在負(fù)載電源的正、負(fù)極之間接入一只續(xù)流二極管，所述續(xù)流二極管的正極與負(fù)載電源的負(fù)極連接，所述續(xù)流二極管的負(fù)極與負(fù)載電源的正極連接。
[0015]本實(shí)用新型采用磁環(huán)變壓器作為隔離模塊的隔離器件感應(yīng)得到小交流電壓，再通過(guò)倍壓整流模塊將小交流電壓提高整流為大直流電壓，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓二極管后得到穩(wěn)定的直流電壓，以保證觸發(fā)IGBT管導(dǎo)通，在輸出功率要求發(fā)生改變時(shí)，由于這種設(shè)計(jì)保證了觸發(fā)IGBT管導(dǎo)通的穩(wěn)定電壓，所以只需要更換不同功率的IGBT管就能夠?qū)崿F(xiàn)不同功率的輸出，所以本實(shí)用新型提供的直流固態(tài)繼電器應(yīng)用更加靈活，穩(wěn)定性更好，輸出功率也更大，而且方便實(shí)用。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型提供的直流固態(tài)繼電器電原理圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型的直流固態(tài)繼電器負(fù)載接線示意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型提供的直流固態(tài)繼電器負(fù)載端加保護(hù)二極管電原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的直流固態(tài)繼電器包括輸入控制模塊01、隔離元器件為磁環(huán)變壓器的隔離模塊02以及四倍的倍壓整流模塊03和功率輸出模塊04 ；
[0022]輸入控制模塊OI的輸入端連接直流控制電源；
[0023]隔離模塊02的磁環(huán)變壓器的初級(jí)線圈連接輸入控制模塊01的輸出端；
[0024]倍壓整流模塊03的輸入端連接所述磁環(huán)變壓器的次級(jí)線圈；
[0025]功率輸出模塊04包括絕緣柵雙極型晶體(IGBT)管Q2，所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極連接所述倍壓整流模塊的輸出端，絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極、發(fā)射極分別連接負(fù)載電源的正、負(fù)極。
[0026]圖2所示是本實(shí)用新型提供的直流固態(tài)繼電器具體電原理圖。
[0027]圖2中輸入控制模塊包括第一電阻R1、第一電容Cl以及第三電阻R5和NPN型三極管Q1。其中，第一電阻Rl和第一電容Cl并聯(lián)后，一端連接NPN型三極管Ql的基極，對(duì)NPN型三極管Ql進(jìn)行限流降壓；另一端連接磁環(huán)變壓器Tl的初級(jí)線圈的輸入端和直流控制電源的正極3。NPN型三極管Ql的集電極連接磁環(huán)變壓器Tl的初級(jí)線圈的輸出端；NPN型三極管Ql的發(fā)射極經(jīng)過(guò)第三電阻R5連接直流控制電源的負(fù)極4，通過(guò)改變第三電阻R5的阻值大小可以改變輸入控制電源的電壓范圍；在基極與發(fā)射極間和集電極與發(fā)射極間分別并聯(lián)一只電容C2和C3。
[0028]為了保證輸入控制模塊的NPN型三極管Ql在輸入端極性接反后不被擊穿燒毀，可在NPN型三極管Ql發(fā)射極和直流控制電源的負(fù)極4之間接入一只二極管Dl，起到反極性保護(hù)作用，二極管Dl的負(fù)極接在直流控制電壓的負(fù)極4上，正極與第三電阻R5串聯(lián)后接至三極管發(fā)射極。
[0029]如圖2所示，功率輸出模塊還包括一只穩(wěn)壓二極管D7、一只泄放電阻R7和一只限流電阻R6，穩(wěn)壓二極管D7和泄放電阻R7并聯(lián)，穩(wěn)壓二極管D7負(fù)極的一端與四倍的倍壓整流模塊輸出端、IGBT管Q2的發(fā)射極以及負(fù)載電源的負(fù)極2連接；穩(wěn)壓二極管D7負(fù)極的一端與IGBT管Q2的柵極相連；在IGBT管Q2的柵極與倍壓整流模塊輸入端之間接入限流電阻R6，為IGBT管Q2的柵極限流；IGBT管Q2的集電極連接負(fù)載電源的正極I。
[0030]當(dāng)從直流控制電源的正、負(fù)極3、4輸入規(guī)定范圍直流電壓(3-32V，更改電阻R5可改變輸入控制電壓范圍)時(shí)，NPN型三極管Ql導(dǎo)通，并呈放大狀態(tài)，此時(shí)磁環(huán)變壓器Tl初級(jí)線圈有電流通過(guò)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，次級(jí)線圈感應(yīng)到小的交流電壓信號(hào)；經(jīng)過(guò)由電容C6、C7、C8、C9和二極管D3、D4、D5、D6組成的四倍的倍壓整流電路(由于倍壓整流電路為熟知常見(jiàn)電路，故不進(jìn)行具體說(shuō)明)得到直流電壓信號(hào)，經(jīng)穩(wěn)壓二極管D7穩(wěn)壓得到穩(wěn)定的直流電壓，輸入IGBT管Q2的柵極觸發(fā)IGBT管Q2導(dǎo)通，接通負(fù)載電源正極1、負(fù)極2兩端的負(fù)載回路，當(dāng)輸入控制電壓撤銷(xiāo)后，IGBT管柵極無(wú)電壓即截止關(guān)斷而斷開(kāi)負(fù)載回路。
[0031]在本實(shí)用新型中，在直流控制電源的正極3、負(fù)極4與輸入控制模塊之間還接入了工作指示電路，即電阻R2的一端與發(fā)光二極管D2的正極串聯(lián)，另一端連接直流控制電源的正極3，發(fā)光二極管D2的負(fù)極與直流控制電源的負(fù)極4連接；當(dāng)從直流控制電源的正極3、負(fù)極4輸入規(guī)定范圍直流電壓時(shí),發(fā)光二極管D2—直發(fā)光,指不處于工作狀態(tài)；如果發(fā)光二極管D2不亮，說(shuō)明本實(shí)用新型停止工作或出現(xiàn)故障。
[0032]圖3所示是本實(shí)用新型的直流固態(tài)繼電器負(fù)載接線示意圖，為了對(duì)負(fù)載進(jìn)行反極性保護(hù)，可將IGBT管Q2改成內(nèi)部帶阻尼二極管的類(lèi)型或者在在負(fù)載電源正極I和負(fù)極2間接入一只續(xù)流二極管，續(xù)流二極管的正極與負(fù)載電源的負(fù)極2相連，續(xù)流二極管的負(fù)極與負(fù)載電源的正極I相連(如圖4所示)。
[0033]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本實(shí)用新型的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本實(shí)用新型具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.直流固態(tài)繼電器，其特征在于，包括輸入控制模塊、隔離元器件為磁環(huán)變壓器的隔離模塊以及倍壓整流模塊和功率輸出模塊； 所述輸入控制模塊的輸入端連接直流控制電源； 所述磁環(huán)變壓器的初級(jí)線圈連接所述輸入控制模塊的輸出端； 所述倍壓整流模塊的輸入端連接所述磁環(huán)變壓器的次級(jí)線圈； 所述功率輸出模塊包括絕緣柵雙極型晶體管Q2，所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極連接所述倍壓整流模塊的輸出端，絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極、發(fā)射極分別連接負(fù)載電源的正、負(fù)極。
2.如權(quán)利要求1所述的直流固態(tài)繼電器，其特征在于，所述輸入控制模塊包括第一電阻R1、第一電容Cl、第三電阻R5以及二極管Dl和NPN型三極管Ql ;其中，第一電阻Rl和第一電容Cl并聯(lián)后，一端連接NPN型三極管Ql的基極；另一端連接磁環(huán)變壓器Tl的初級(jí)線圈的輸入端和直流控制電源的正極；NPN型三極管Ql的集電極連接磁環(huán)變壓器Tl的初級(jí)線圈的輸出端；NPN型三極管Ql的發(fā)射極依次經(jīng)過(guò)第三電阻R5和二極管Dl連接直流控制電源的負(fù)極，二極管Dl的負(fù)極與直流控制電源的負(fù)極相連；在基極與發(fā)射極間和集電極與發(fā)射極間分別并聯(lián)一只電容C2和C3。
3.如權(quán)利要求2所述的直流固態(tài)繼電器，其特征在于，在所述直流控制電源的正、負(fù)極之間接入工作指示電路，所述工作指示電路包括一只電阻R2和一只發(fā)光二極管D2;所述電阻R2的一端與所述發(fā)光二極管D2的正極串聯(lián)，另一端連接直流控制電源的正極，所述發(fā)光二極管D2的負(fù)極與直流控制電源的負(fù)極連接。
4.如權(quán)利要求1所述的直流固態(tài)繼電器，其特征在于，所述功率輸出模塊還包括穩(wěn)壓二極管D7、泄放電阻R7和限流電阻R6，所述穩(wěn)壓二極管D7和所述泄放電阻R7并聯(lián)，所述穩(wěn)壓二極管D7負(fù)極的一端與所述倍壓整流模塊輸出端、所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的發(fā)射極以及負(fù)載電源的負(fù)極連接；所述穩(wěn)壓二極管D7的負(fù)極與所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極相連；所述限流電阻R6連接在所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的柵極與所述倍壓整流模塊輸入端之間；所述絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極連接負(fù)載電源的正極。
5.如權(quán)利要求1所述的直流固態(tài)繼電器，其特征在于，所述絕緣柵雙極型晶體管Q2亦可用內(nèi)部帶阻尼二極管的型號(hào)或者在負(fù)載電源的正、負(fù)極之間接入一只續(xù)流二極管，所述續(xù)流二極管的正極與負(fù)載電源的負(fù)極連接，所述續(xù)流二極管的負(fù)極與負(fù)載電源的正極連接。
【文檔編號(hào)】H03K17/567GK203984383SQ201420419938
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】蔡旭強(qiáng), 伍海燕 申請(qǐng)人:浙江旭瑞電子有限公司