CN103516337A

CN103516337A - 一种具有机械特性的固体继电器

Info

Publication number: CN103516337A
Application number: CN201210209624.5A
Authority: CN
Inventors: 李坤; 李强; 陈婷; 余贵龙
Original assignee: Guizhou Space Appliance Co Ltd
Current assignee: Guizhou Space Appliance Co Ltd
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-01-15

Abstract

本发明涉及一种具有机械特性的固体继电器，包含有控制电路，该控制电路包括稳压二极管D1、晶闸管D2、光电耦合器U1、MOS管V1、电阻R1～R3；输入的正极通过电阻R1连接到光电耦合器U1输入的正极，光电耦合器U1输入的负极连接到晶闸管D2的正极；固体继电器输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接固体继电器输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极，晶闸管D2的负极接固体继电器输入的负极；光电耦合器U1的正极接MOS管V1的栅极，负极接MOS管的漏极。采用本发明控制电路可提高固体继电器的抗干扰和抗欠压能力。

Description

一种具有机械特性的固体继电器

技术领域

本发明涉及一种继电器，特别涉及一种具有机械特性的固体继电器。

背景技术

固体继电器是具有隔离功能的电子开关，是由半导体器件和无源元件组成，利用光电子和微电子技术实现输入端与输出端之间的电耦合和电隔离，其具有与逻辑电路兼容、开关速度快、抗干扰能力强、对外界干扰小、寿命长和工作可靠等优点。

常见的固体继电器额定输入电压一般为5Vd.c.，输入接通电压和输入关断电压在2Vd.c.左右，且输入接通电压和输入关断电压几乎为同一点，两者之间的电压差很小，一般只有（0.1～0.3）V，其动作特性如图1所示，如果输入端电压产生较大波动，容易造成继电器的误动作，抗干扰能力不强。因此一些固体继电器设计成额定输入15Vd.c.或28Vd.c.，使继电器的输入接通电压和输入关断电压达到较高的电压值，提高继电器的抗干扰能力，但是继电器抗欠压浪涌的能力就大大减弱。

电压控制型的电磁继电器，其动作特性如图2所示，V1为继电器最小输入动作电压，V0为继电器最大输入恢复电压，两者之间的电压差很大，即电磁继电器在较高电压时动作，而电压必须降到很小时才能恢复到初始状态。这一特性保证了电磁继电器的抗干扰和抗欠压浪涌能力。

如何使固体继电器的输入接通电压较高，而输入关断电压较低，使其具有电磁继电器的动作特性，成为固体继电器设计研究的一个难点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有电磁继电器机械特性的固体继电器。

一种具有机械特性的固体继电器，包含有控制电路。固体继电器的控制电路包括稳压二极管D1、晶闸管D2、光电耦合器U1、MOS管V1、电阻R1～R3；所述的控制电路的输入回路，包括稳压二极管D1、晶闸管D2、光电耦合器U1，电阻R1～R3；晶闸管D2、光电耦合器U1和电阻R1串联在输入回路中；输入的正极通过稳压二极管D1以及电阻R3提供晶闸管D2触发极电压；稳压二极管D1的正极通过电阻R1连接到输入的负极；光电耦合器U1输出的正极接MOS管V1的栅极，光电耦合器U1输出的负极接MOS管的漏极，同时接固体继电器输出的负极；MOS管V1的源极接固体继电器输出的正极。

本发明还有几种在上述控制电路的基础上衍生的控制电路。

采用本发明所述控制电路，可使输入接通电压较高，而输入关断电压较低，使其具有电磁继电器的动作特性，提高了固体继电器的抗干扰和抗欠压浪涌能力。

附图说明

图1：固体继电器动作特性图；

图2：电磁继电器动作特性图；

图3：本发明固体继电器的电路原理图;

图4：本发明衍生的固体继电器的电路原理图;

图5：本发明衍生的固体继电器的电路原理图;

图6：本发明衍生的固体继电器的电路原理图;

图7：本发明衍生的固体继电器的电路原理图;

图8：本发明衍生的固体继电器的电路原理图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明目的是针对常规固体继电器动作特性的缺点，提供一种具有电磁继电器动作特性的固体继电器。

固体继电器包含有控制电路，如图3所示，本发明固体继电器的控制电路包括稳压二极管D1、晶闸管D2、光电耦合器U1、MOS管V1、电阻R1～R3。输入的正极通过电阻R1连接到光电耦合器U1输入的正极，光电耦合器U1输入的负极连接到晶闸管D2的正极；输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极，晶闸管D2的负极也接到输入的负极。光电耦合器U1输出的正极接MOS管V1的栅极，光电耦合器U1输出的负极接MOS管的漏极，同时接固体继电器输出的负极；MOS管V1的源极接固体继电器输出的正极。

图4、图5、图6、图7和图8也是该发明控制电路的具体实例，图4中输入的正极连接到光电耦合器U1输入的正极，光电耦合器U1输入的负极连接到电阻R1的一端，R1的另外一端连接到晶闸管D2的正极；输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极，晶闸管D2的负极也接到输入的负极。光电耦合器U1输出的正极接MOS管V1的栅极，光电耦合器U1输出的负极接MOS管的漏极，同时接固体继电器输出的负极；MOS管V1的源极接固体继电器输出的正极。

图5中输入的正极连接到光电耦合器U1输入的正极，光电耦合器U1输入的负极连接晶闸管D2的正极；输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极，晶闸管D2的负极接到电阻R1的一端，R1的另一端连接到输入的负极。光电耦合器U1输出的正极接MOS管V1的栅极，光电耦合器U1输出的负极接MOS管的漏极，同时接固体继电器输出的负极；MOS管V1的源极接固体继电器输出的正极。

图6中输入的正极连接到电阻R1的一端，R1的另外一端连接到晶闸管D2的正极，晶闸管D2的负极连接到光电耦合器UI输入端的正极，U1的负极连接到输入的负极；输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极。光电耦合器U1输出的正极接MOS管V1的栅极，光电耦合器U1输出的负极接MOS管的漏极，同时接固体继电器输出的负极；MOS管V1的源极接固体继电器输出的正极。

图7中输入的正极连接到晶闸管D2的正极，晶闸管D2的负极连接到电阻R1的一端，R1的另一端连接到光电耦合器UI输入端的正极，U1的负极连接到输入的负极；输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极。光电耦合器U1输出的正极接MOS管V1的栅极，光电耦合器U1输出的负极接MOS管的漏极，同时接固体继电器输出的负极；MOS管V1的源极接固体继电器输出的正极。

图8中输入的正极连接到晶闸管D2的正极，晶闸管D2的负极连接到光电耦合器UI输入端的正极，U1的负极连接到电阻R1的一端，R1的另一端连接到输入的负极；输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极。光电耦合器U1输出的正极接MOS管V1的栅极，光电耦合器U1输出的负极接MOS管的漏极，同时接固体继电器输出的负极；MOS管V1的源极接固体继电器输出的正极。

概括以上具体实例，本发明所述的固体继电器，其控制电路的输入回路，包括稳压二极管D1、晶闸管D2、光电耦合器U1，电阻R1～R3；晶闸管D2、光电耦合器和电阻R1串联在输入回路中；输入的正极通过稳压二极管D1以及电阻R3提供晶闸管D2触发极电压；稳压二极管D1的正极通过电阻R1连接到输入的负极。光电耦合器U1输出的正极接MOS管V1的栅极，光电耦合器U1输出的负极接MOS管的漏极，同时接输出的负极；MOS管V1的源极接输出的正极。在一个实施例中,电阻R3的电阻值可为零,稳压二极管D1正极直接连接晶闸管D2的触发极。

固体继电器加电时，当输入电压低于稳压二极管D1的反向击穿电压时，晶闸管D2的触发极为低电平，晶闸管D2截止，光电耦合器U1不工作，固体继电器的输出端处于断开状态；当输入电压高于稳压二极管D1的反向击穿电压时，晶闸管D2触发极为高电平，晶闸管D2导通，光电耦合器UI工作，固体继电器的输出端导通。

固体继电器导通后，使输入电压减小，当输入电压低于稳压二极管D1的反向击穿电压时，晶闸管D2的触发极虽然变为低电平，但是仍有一定的电流流经D2，D2仍然导通，光电耦合器U1工作，固体继电器的输出仍然保持导通状态，电压逐渐减小，直到流经晶闸管D2的电流不能保证晶闸管D2继续导通时，固体继电器的输出端才断开，此时的电压较之固体继电器刚导通时的电压有较大的压差。

固体继电器的动作电压与恢复电压之间的压差与所选的稳压二极管、晶闸管和电阻R有关。经验证，使用本发明，能够使额定输入为28V的固体继电器，输入接通电压达到18V，而输入关断电压在8V左右。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种具有机械特性的固体继电器，包含有控制电路；其特征在于：所述固体继电器的控制电路包括稳压二极管D1、晶闸管D2、光电耦合器U1、MOS管V1、电阻R1～R3；所述的控制电路的输入回路，包括稳压二极管D1、晶闸管D2、光电耦合器U1，电阻R1～R3；晶闸管D2、光电耦合器U1和电阻R1串联在输入回路中；所述固体继电器输入的正极通过稳压二极管D1以及电阻R3提供晶闸管D2触发极电压；稳压二极管D1的正极通过电阻R2连接到所述固体继电器输入的负极；光电耦合器U1输出的正极接MOS管V1的栅极，光电耦合器U1输出的负极接MOS管的漏极，同时接所述固体继电器输出的负极；MOS管V1的源极接所述固体继电器输出的正极。

2.根据权利要求1所述的所述的固体继电器，其特征在于：所述固体继电器输入的正极通过电阻R1连接到光电耦合器U1输入的正极，光电耦合器U1输入的负极连接到晶闸管D2的正极；所述固体继电器输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接所述固体继电器输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极，晶闸管D2的负极也接到所述固体继电器输入的负极。

3.根据权利要求1所述的固体继电器，其特征在于：所述固体继电器输入的正极连接到光电耦合器U1输入的正极，光电耦合器U1输入的负极连接到电阻R1的一端，R1的另外一端连接到晶闸管D2的正极；所述固体继电器输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接所述固体继电器输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极，晶闸管D2的负极也接到所述固体继电器输入的负极。

4.根据权利要求1所述的固体继电器，其特征在于：所述固体继电器输入的正极连接到光电耦合器U1输入的正极，光电耦合器U1输入的负极连接晶闸管D2的正极；所述固体继电器输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接所述固体继电器输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极，晶闸管D2的负极接到电阻R1的一端，R1的另一端连接到所述固体继电器输入的负极。

5.根据权利要求1所述的固体继电器，其特征在于：所述固体继电器输入的正极连接到电阻R1的一端，R1的另外一端连接到晶闸管D2的正极，晶闸管D2的负极连接到光电耦合器UI输入端的正极，U1的负极连接到所述固体继电器输入的负极；所述固体继电器输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接所述固体继电器输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极。

6.根据权利要求1所述的固体继电器，其特征在于：所述固体继电器输入的正极连接到晶闸管D2的正极，晶闸管D2的负极连接到电阻R1的一端，R1的另一端连接到光电耦合器UI输入端的正极，U1的负极连接到所述固体继电器输入的负极；所述固体继电器输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接所述固体继电器输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极。

7.根据权利要求1所述的固体继电器，其特征在于：所述固体继电器输入的正极连接到晶闸管D2的正极，晶闸管D2的负极连接到光电耦合器UI输入端的正极，U1的负极连接到电阻R1的一端，R1的另一端连接到输入的负极；所述固体继电器输入的正极同时还连接到稳压二极管D1的负极，稳压二极管D1的正极接电阻R2、R3的一端，R2的另一端接所述固体继电器输入的负极；R3的另一端接晶闸管D2的触发极。

8.根据权利要求1～7任一所述的固体继电器，其特征在于：所述电阻R3的电阻值为零。