CN103475346A - 一种复管式自保持式固体继电器 - Google Patents

一种复管式自保持式固体继电器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块和自保持模块，自保持模块上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端、偏置负极端、激励端、复位端。本发明的有益效果是：当给继电器偏置端加电后，自保持模块处于截止状态，当激励端断电后，固体继电器输入端继续有电流通过，固体继电器输出端状态得到保持，当模块的复位端加电后，固体继电器输入端则没有电流通过，输出端回复初始状态，利用组合型的NPN型三极管实现了固体继电器状态的延续性，防止了瞬间断电影响整机系统的可靠性。

Description

一种复管式自保持式固体继电器
技术领域
本发明涉及一种复管式自保持式固体继电器，属于固体继电器技术领域。
背景技术
在电磁继电器领域，自保持式继电器在继电器转换后依靠产品内部的磁钢维持触点状态，即使线圈出现断电也不会影响触点的状态。常规的固体继电器在通电转换后，通常需要在输入端给一定的维持电流；输入端一旦出现一定时间的瞬间断电，那么输出端也会出现瞬间断开情况，严重影响整机系统的可靠性。目前，在固体继电器技术领域，有一种晶闸管输出的光电耦合器具备类似的功能，但其存在着导通压降大、导通后输出端必须断电才能恢复到初始状态等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复管式自保持式固体继电器，能克服现有技术的不足，能实现固体继电器状态的延续性，防止瞬间断电影响整机系统的可靠性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块和与普通固体继电器模块相连的自保持模块,自保持模块上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端、偏置负极端、激励端、复位端，其中，偏置正极端同时接入普通固体继电器模块的正输入端In+和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型三极管Q1的集电极和NPN型三极管Q2的基极，普通固体继电器模块的负输入端In-串联接入晶闸管D1的正极，晶闸管D1的负极串联接入NPN型三极管Q2的集电极，激励端串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端同时接入NPN型三极管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1和NPN型三极管Q2的发射极同时接入偏置负极端。
一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块和与普通固体继电器模块相连的自保持模块,自保持模块上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型达林顿管Q1以及NPN型达林顿管Q2，四个输入端分别为偏置正极端、偏置负极端、激励端、复位端，其中，偏置正极端同时接入普通固体继电器模块的正输入端In+和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型达林顿管Q1的集电极和NPN型达林顿管Q2的基极，普通固体继电器模块的负输入端In-串联接入晶闸管D1的正极，晶闸管D1的负极串联接入NPN型达林顿管Q2的集电极，激励端串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端同时接入NPN型达林顿管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型达林顿管Q1和NPN型达林顿管Q2的发射极同时接入偏置负极端。
一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块和与普通固体继电器模块相连的自保持模块,自保持模块上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、N沟道增强型MOSFET管Q1以及N沟道增强型MOSFET管Q2，四个输入端分别为偏置正极端、偏置负极端、激励端、复位端，其中，偏置正极端同时接入普通固体继电器模块的正输入端In+和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入N沟道增强型MOSFET管Q1的漏极和N沟道增强型MOSFET管Q2的栅极，普通固体继电器模块的负输入端In-串联接入晶闸管D1的正极，晶闸管D1的负极串联接入N沟道增强型MOSFET管Q2的漏极，激励端串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端同时接入N沟道增强型MOSFET管Q1的栅极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、N沟道增强型MOSFET管Q1和N沟道增强型MOSFET管Q2的源极同时接入偏置负极端。
一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块和与普通固体继电器模块相连的自保持模块,自保持模块上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端、偏置负极端、激励端、复位端，其中，偏置正极端同时接入晶闸管D1的正极和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型三极管Q1的集电极和NPN型三极管Q2的基极，普通固体继电器模块的正输入端In+串联接入晶闸管D1的负极，普通固体继电器模块的负输入端In-串联接入NPN型三极管Q2的集电极，激励端串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端同时接入NPN型三极管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1和NPN型三极管Q2的发射极同时接入偏置负极端。
一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块和与普通固体继电器模块相连的自保持模块,自保持模块上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端、偏置负极端、激励端、复位端，其中，偏置正极端同时接入晶闸管D1的正极和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型三极管Q1的集电极和NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q2的发射极串联接入普通固体继电器模块的正输入端In+，晶闸管D1的负极串联接入NPN型三极管Q2的集电极，激励端串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端同时接入NPN型三极管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1和普通固体继电器模块的负输入端In-同时接入偏置负极端。
本发明的有益效果在于：给继电器偏置端加电后，自保持模块处于截止状态，固体继电器输入端没有电流通过，输出端处于断开（或接通）状态。当给模块的激励端加电时，固体继电器输入端有电流通过，固体继电器输出端处于接通（或断开）状态，当激励端断电后，固体继电器输入端继续有电流通过，固体继电器输出端状态得到保持，当模块的复位端加电后，固体继电器输入端则没有电流通过，输出端回复初始状态，利用组合型的NPN型三极管实现了固体继电器状态的延续性，防止了瞬间断电影响整机系统的可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明使用NPN三极管的电路图；
图3为本发明使用NPN型达林顿管的电路图；
图4为本发明使用N沟道增强型MOSFET管的电路图
图5为本发明普通固体继电器模块第二种布局的电路图；
图6为本发明普通固体继电器模块第三种布局的电路图。
其中，1-普通固体继电器模块，2-自保持模块，21-偏置正极端，22-偏置负极端，23-激励端，24-复位端。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2，一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块1和与普通固体继电器模块1相连的自保持模块2,自保持模块2上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端21、偏置负极端22、激励端23、复位端24，其中，偏置正极端21同时接入普通固体继电器模块1的正输入端In+和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型三极管Q1的集电极和NPN型三极管Q2的基极，普通固体继电器模块1的负输入端In-串联接入晶闸管D1的正极，晶闸管D1的负极串联接入NPN型三极管Q2的集电极，激励端23串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端24同时接入NPN型三极管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1和NPN型三极管Q2的发射极同时接入偏置负极端22。
所述的普通固体继电器模块1是指传统的固体继电器，它的工作特性是输入端加电后，输出端状态发生转换，当输入端断电后，其输出状态将回复到初始状态，其可以是变压器隔离型、光电耦合器隔离型、光伏隔离型以及其他隔离形式的固体继电器。
本发明中NPN型三极管可以用NPN型达林顿管或N沟道增强型MOSFET管来替换。
如图3，一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块1和与普通固体继电器模块1相连的自保持模块2,自保持模块2上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型达林顿管Q1以及NPN型达林顿管Q2，四个输入端分别为偏置正极端21、偏置负极端22、激励端23、复位端24，其中，偏置正极端21同时接入普通固体继电器模块1的正输入端In+和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型达林顿管Q1的集电极和NPN型达林顿管Q2的基极，普通固体继电器模块1的负输入端In-串联接入晶闸管D1的正极，晶闸管D1的负极串联接入NPN型达林顿管Q2的集电极，激励端23串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端24同时接入NPN型达林顿管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型达林顿管Q1和NPN型达林顿管Q2的发射极同时接入偏置负极端22。
如图4，一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块1和与普通固体继电器模块1相连的自保持模块2,自保持模块2上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、N沟道增强型MOSFET管Q1以及N沟道增强型MOSFET管Q2，四个输入端分别为偏置正极端21、偏置负极端22、激励端23、复位端24，其中，偏置正极端21同时接入普通固体继电器模块1的正输入端In+和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入N沟道增强型MOSFET管Q1的漏极和N沟道增强型MOSFET管Q2的栅极，普通固体继电器模块1的负输入端In-串联接入晶闸管D1的正极，晶闸管D1的负极串联接入N沟道增强型MOSFET管Q2的漏极，激励端23串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端24同时接入N沟道增强型MOSFET管Q1的栅极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、N沟道增强型MOSFET管Q1和N沟道增强型MOSFET管Q2的源极同时接入偏置负极端22。
以NPN三极管为例，在本发明电路中，普通固体继电器的串联位置可以在回路中的任意位置。
如图5，一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块1和与普通固体继电器模块1相连的自保持模块2,自保持模块2上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端21、偏置负极端22、激励端23、复位端24，其中，偏置正极端21同时接入晶闸管D1的正极和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型三极管Q1的集电极和NPN型三极管Q2的基极，普通固体继电器模块1的正输入端In+串联接入晶闸管D1的负极，普通固体继电器模块1的负输入端In-串联接入NPN型三极管Q2的集电极，激励端23串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端24同时接入NPN型三极管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1和NPN型三极管Q2的发射极同时接入偏置负极端22。
如图6，一种复管式自保持式固体继电器，它包括普通固体继电器模块1和与普通固体继电器模块1相连的自保持模块2,自保持模块2上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端21、偏置负极端22、激励端23、复位端24，其中，偏置正极端21同时接入晶闸管D1的正极和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型三极管Q1的集电极和NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q2的发射极串联接入普通固体继电器模块1的正输入端In+，晶闸管D1的负极串联接入NPN型三极管Q2的集电极，激励端23串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端24同时接入NPN型三极管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1和普通固体继电器模块1的负输入端In-同时接入偏置负极端22。
以NPN三极管为例，其工作原理如下：当偏置正极端21加电后，由于激励端23未加电，晶闸管D1的触发端为低电平，晶闸管D1处于截止状态，所以固体继电器输入端没有电流通过，其输出端处于断开（或接通）状态；当激励端23加电后，晶闸管D1导通；当复位端未加电时，NPN型三极管Q1处于截止状态，因此NPN型三极管Q1的集电极为高电平，NPN型三极管Q2也处于导通状态，则固体继电器的输入端有电流通过，其输出端处于接通（或断开）状态；当激励端23断电后，晶闸管D1会一直维持在导通状态，固体继电器的输入端会持续有电流通过，其输出端处于接通（或断开）状态;当复位端24加电后，NPN型三极管Q1将导通，NPN型三极管Q1的集电极为低电平，NPN型三极管Q2截止，从而导致晶闸管D1回路中电流为0，晶闸管D1也处于截止状态，固体继电器输入端没有电流通过，其输出端处于断开（或接通）状态；当复位端24断电后，NPN型三极管Q1将恢复为截止状态，NPN型三极管Q2恢复为导通状态，但由于晶闸管D1处于截止状态，固体继电器输入端仍没有电流通过，其输出端依旧处于断开（或接通）状态。

Claims (5)

1.一种复管式自保持式固体继电器，其特征在于：它包括普通固体继电器模块（1）和与普通固体继电器模块（1）相连的自保持模块（2）,自保持模块（2）上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端（21）、偏置负极端（22）、激励端（23）、复位端（24），其中，偏置正极端（21）同时接入普通固体继电器模块（1）的正输入端In+和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型三极管Q1的集电极和NPN型三极管Q2的基极，普通固体继电器模块（1）的负输入端In-串联接入晶闸管D1的正极，晶闸管D1的负极串联接入NPN型三极管Q2的集电极，激励端（23）串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端（24）同时接入NPN型三极管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1和NPN型三极管Q2的发射极同时接入偏置负极端（22）。
2.一种复管式自保持式固体继电器，其特征在于：它包括普通固体继电器模块（1）和与普通固体继电器模块（1）相连的自保持模块（2）,自保持模块（2）上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型达林顿管Q1以及NPN型达林顿管Q2，四个输入端分别为偏置正极端（21）、偏置负极端（22）、激励端（23）、复位端（24），其中，偏置正极端（21）同时接入普通固体继电器模块（1）的正输入端In+和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型达林顿管Q1的集电极和NPN型达林顿管Q2的基极，普通固体继电器模块（1）的负输入端In-串联接入晶闸管D1的正极，晶闸管D1的负极串联接入NPN型达林顿管Q2的集电极，激励端（23）串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端（24）同时接入NPN型达林顿管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型达林顿管Q1和NPN型达林顿管Q2的发射极同时接入偏置负极端（22）。
3.一种复管式自保持式固体继电器，其特征在于：它包括普通固体继电器模块（1）和与普通固体继电器模块（1）相连的自保持模块（2）,自保持模块（2）上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、N沟道增强型MOSFET管Q1以及N沟道增强型MOSFET管Q2，四个输入端分别为偏置正极端（21）、偏置负极端（22）、激励端（23）、复位端（24），其中，偏置正极端（21）同时接入普通固体继电器模块（1）的正输入端In+和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入N沟道增强型MOSFET管Q1的漏极和N沟道增强型MOSFET管Q2的栅极，普通固体继电器模块（1）的负输入端In-串联接入晶闸管D1的正极，晶闸管D1的负极串联接入N沟道增强型MOSFET管Q2的漏极，激励端（23）串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端（24）同时接入N沟道增强型MOSFET管Q1的栅极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、N沟道增强型MOSFET管Q1和N沟道增强型MOSFET管Q2的源极同时接入偏置负极端（22）。
4.一种复管式自保持式固体继电器，其特征在于：它包括普通固体继电器模块（1）和与普通固体继电器模块（1）相连的自保持模块（2）,自保持模块（2）上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端（21）、偏置负极端（22）、激励端（23）、复位端（24），其中，偏置正极端（21）同时接入晶闸管D1的正极和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型三极管Q1的集电极和NPN型三极管Q2的基极，普通固体继电器模块（1）的正输入端In+串联接入晶闸管D1的负极，普通固体继电器模块（1）的负输入端In-串联接入NPN型三极管Q2的集电极，激励端（23）串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端（24）同时接入NPN型三极管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1和NPN型三极管Q2的发射极同时接入偏置负极端（22）。
5.一种复管式自保持式固体继电器，其特征在于：它包括普通固体继电器模块（1）和与普通固体继电器模块（1）相连的自保持模块（2）,自保持模块（2）上设置有四个输入端、晶闸管D1、激励电阻R1、复位电阻R2、偏置电阻R3、NPN型三极管Q1以及NPN型三极管Q2，四个输入端分别为偏置正极端（21）、偏置负极端（22）、激励端（23）、复位端（24），其中，偏置正极端（21）同时接入晶闸管D1的正极和偏置电阻R3的一端，偏置电阻R3的另一端同时接入NPN型三极管Q1的集电极和NPN型三极管Q2的基极，NPN型三极管Q2的发射极串联接入普通固体继电器模块（1）的正输入端In+，晶闸管D1的负极串联接入NPN型三极管Q2的集电极，激励端（23）串联接入激励电阻R1的一端，激励电阻R1的另一端串联接入晶闸管D1的触发极，复位端（24）同时接入NPN型三极管Q1的基极和复位电阻R2的一端，复位电阻R2的另一端、NPN型三极管Q1和普通固体继电器模块（1）的负输入端In-同时接入偏置负极端（22）。
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