專利名稱:高靈敏固態(tài)繼電器的制作方法
本發(fā)明屬于一種磁隔離零交叉觸發(fā)交流固態(tài)繼電器。
在現(xiàn)有技術(shù)中各種交流固態(tài)繼電器的輸入驅(qū)動功率都在毫瓦數(shù)量級以上，因而常常只能用有限數(shù)種的邏輯電路的低電平輸出加以驅(qū)動，從另一角度來看，即現(xiàn)有的各種交流固態(tài)繼電器對邏輯電路的負(fù)載能力要求較高，因而這些邏輯電路的功耗較大，阻礙了集成度的增加。
本發(fā)明的目的是制造一種驅(qū)動功率可小至數(shù)拾微瓦數(shù)量級的磁隔離零交叉觸發(fā)交流固態(tài)繼電器，它能被絕大多數(shù)各種邏輯電路的各種輸出電平所驅(qū)動，從而降低對邏輯電路負(fù)載能力的要求，帶來連接的方便性和簡化電路。
本發(fā)明的解決辦法是它由有一個輸入門限的工作在振蕩與停振之間的正弦波振蕩器、隔離器、零交叉觸發(fā)電路和可控硅無觸點開關(guān)組成，在正弦波振蕩器的振蕩迥路的磁路中串入一個獨立的與振蕩器電隔離的繞組，這個繞組將約0.5V左右的正弦波信號加在零交叉觸發(fā)電路的處于飽合狀態(tài)的門控管上，在交流電過零附近，正弦波的負(fù)半周使門控管截止，因而有同步觸發(fā)信號加到可控硅無觸點開關(guān)的控制極，可控硅無觸點開關(guān)開通。在正弦波振蕩器中采用反饋比約為11的強(qiáng)變壓器正反饋，較小的退耦交連電容削弱反饋，使其能在有數(shù)十微安驅(qū)動電流輸入時產(chǎn)生正弦波振蕩，同時由于退耦交連電容的減小，使開通時間得到很大程度的改善，諧振迥路元件的選取要保證正弦波半周期大于可控硅的最小脈沖觸發(fā)寬度。在反饋繞組與振蕩管基極中串有硅二極管，只有當(dāng)控制電壓在一V左右時才能提供基極偏流產(chǎn)生振蕩。以下通過方框圖和電路圖加以進(jìn)一步說明。
附圖1中1是有一個輸入門限的工作在振蕩與停振之間的正弦波振蕩器、2是隔離器，3是零交叉觸發(fā)電路，4是交流無觸點開關(guān)。
附圖2中正弦波振蕩器由振蕩管G1，振蕩變壓器B、二極管D1、退耦交連電容C1、配諧電容C2、串聯(lián)降壓電阻R1所組成，其中二極管D1跨接在正反饋繞組L2與振蕩G1基極之間，退耦交流電容C1取值在數(shù)千到數(shù)萬皮法之間。L3是振蕩變壓器B的次級線圈，其與振蕩管負(fù)截線圈L1相比的異名端與門控管G2、的基極相連接，另一端通過C3與門控管發(fā)射極相連接。門控管G2、過零抑制管G3、與它們的偏置電阻，R2、R3、R4組成通常的零交叉觸發(fā)電路，整流橋D2至D5、可控硅SCRBCR、電阻R6是交流無觸點開關(guān)。電路是這樣工作的；當(dāng)控制端A、B輸入的正電壓升到1伏左右電壓時，電流經(jīng)正反饋線圈L2、D1向振蕩管G1基極提供偏置電流、在正反饋線圈L2與退耦交連電容C1的共同反饋下、振蕩管G1在負(fù)載線圈L1、正反饋線圈L2和C2的諧振電路中激起半周期大于可控硅SCR最小脈沖觸發(fā)寬度的正弦波，經(jīng)振蕩變壓器B的磁場電隔離由L3取出正弦信號通過C3加在門控管G2的發(fā)射結(jié)上。在交流電過零約4度電角度內(nèi)過零抑制管G3因R4提供的偏置不足而截止，L3上的正弦波負(fù)半周使門控管G2退出飽合而截止時，有交流電同步的觸發(fā)電流經(jīng)R3流入可控硅SCR控制極，可控硅交流無觸點開關(guān)開通。當(dāng)控制端A、B輸入的正電壓低于1伏左右電壓時，D1與振蕩管G1發(fā)射結(jié)工作在截止區(qū)域，沒有電流流入振蕩管G1基極建立起工作點，正弦振蕩器停止振蕩，L3上無正弦波信號，這樣無論交流電是在過零4度電角度內(nèi)還是在4度電角度外，不是門控管飽合，就是過零抑制管G3飽合，通過R3流過的同步觸發(fā)電流均被門控管和G2或過零抑制管G3短路，無觸發(fā)電流流經(jīng)可控硅SCR的控制極當(dāng)交流電過零時，無觸點交流開關(guān)自行關(guān)斷。
按照上述方案制作的磁隔離零交叉觸發(fā)交流固態(tài)繼電器驅(qū)動門限電壓在1伏左右，驅(qū)動功率可控制在40至200微瓦之間。
當(dāng)附圖2中C1取1萬皮法，L1、L2、與C2的諧振頻率為40千赫茲，L1、L2、L3的圈數(shù)比為1比1比0.8，D1、G1、G2、G3為高速開關(guān)晶體管，SCR觸發(fā)電流小于50微安，R2為1MΩ，R3為150KΩ，R4比R5為30比1時則為本發(fā)明的一較佳實施例。其主要指標(biāo)為最小驅(qū)動電流小于50微安，驅(qū)動電壓1.1V至5V，零觸發(fā)電角度偏差小于4角電角度。
權(quán)利要求
1.一種由正弦波振蕩器1、隔離器2、零交叉觸發(fā)電路3和可控硅無觸點開關(guān)4組成的磁隔離零交叉觸發(fā)交流固態(tài)繼電器的特征是在正弦波振蕩器中的二極管D1跨接在正反饋繞組L2與振蕩管G1基極之間，振蕩迥路中有一個觸發(fā)繞組L3，其與L1相比的異名端與門控管G2的基極相連接，另一端通過電容G3與門控管G2的發(fā)射結(jié)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的高靈敏固態(tài)繼電器，其特征是調(diào)諧迥路原件L1、L2與C2的選取應(yīng)滿足正弦波半周期大于可控硅SCR的最小脈沖觸發(fā)寬度，C1的取值在數(shù)千至數(shù)萬皮法之間，L1與L2的圈數(shù)比約為11。
專利摘要
一種高靈敏的零交叉觸發(fā)固態(tài)繼電器由有一個輸入門限的工作在振蕩與停振之間的正弦波振蕩器、隔離器、零交叉觸發(fā)電路和可控硅無觸點開關(guān)組成；正弦波振蕩回路的磁路中有一個觸發(fā)繞組，其將正弦信號的負(fù)半周送至門控管時，門控管截止，當(dāng)正弦振蕩停振時，門控管由直流偏置而飽和；其最小驅(qū)動功率約60微瓦。
文檔編號H03K17/13GK86207744SQ86207744
公開日1988年4月13日 申請日期1986年9月22日
發(fā)明者伍占禧 申請人:伍占禧導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan