CN104836560A - 具有能量回收利用功能的固态继电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有能量回收利用功能的固态继电器，以解决现有固态继电器晶体管导通后的功率和发热量大，能量浪费的问题。具有能量回收利用功能的固态继电器，包括输入电路，输入电路接光电耦合电路的输入端，光电耦合电路的输出端通过第二电阻接第三晶体三极管的集电极，第三晶体三极管的发射极和集电极分别为接负载的电路输出端，其特征在于，还包括热敏电阻，热敏电阻通过电源供电热敏电阻与一稳压二极管的阳极连接，稳压二极管的阴极接地，稳压二极管与一极性电容并联。
Description
技术领域
本发明涉及继电器技术，具体涉及一种具有能量回收利用功能的固态继电器。
背景技术
固态继电器主要是由分立电子器件和功率器件组成的无触点开关。其原理是：通过隔离器件将控制端与负载端隔离。固态继电器具有输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低和工作频率高等特点。因此，固态继电器已广泛应用于计算机外围接口设备、恒温系统、调温、电炉加温控制、电机控制、数控机械，遥控系统、工业自动化装置、仪器仪表、医疗器械等。
固态继电器的基本结构包括：输入电路，隔离耦合和输出电路，通常采用的隔离耦合方式有光电耦合和变压器耦合，光电耦合包括光电二极管和光电三极管等，输出电流通常采用大功率晶体三极管、单向可控硅或功率场效应管等。但是目前的固态继电器往往存在以下问题：1.由于大功率晶体管的饱和压降在1-2V之间，可控硅的正向压降在1-2V左右，即管导通后的压降较大，因此，导通后的功率和发热量大，导致大量的能量浪费。2.无短路保护，一旦线路出现故障短路，将损坏固态继电器，而固态继电器是一体式封装，检修困难。
发明内容
本发明提供一种具有能量回收利用功能的固态继电器，以解决现有固态继电器晶体管导通后的功率和发热量大，能量浪费的问题。
本方案如下：具有能量回收利用功能的固态继电器，包括输入电路，输入电路接光电耦合电路的输入端，光电耦合电路的输出端通过第二电阻接第三晶体三极管的集电极，第三晶体三极管的发射极和集电极分别为接负载的电路输出端，还包括热敏电阻，热敏电阻通过电源供电热敏电阻与一稳压二极管的阳极连接，稳压二极管的阴极接地，稳压二极管与一极性电容并联。
本发明原理即效果如下：当固态继电器持续工作时，其内部各管，尤其是第三晶体三极管导通的功率和发热量较大，致使温度不断升高，热敏电阻与稳压二极管连接处的电位升高，直至使稳压二极管导通，此时将给极性电容充电，充电后的极性电容其他电路供电。稳压二极管将电压稳定在特定值。本发明可避免由于管的发热而造成能量浪费的问题。
进一步，为了在负载短路时，不会烧坏第三晶体三极管，在第三晶体三极管的集电极线路上串联有熔断器。
进一步，所述的光电耦合器包括发光二极管和第一晶体三极管，发光二极管接输入电路，第一晶体三极管的集电极分别连接第二电阻和一二极管的阳极，该二极管的阴极接第二晶体三极管的基极，第二晶体三极管的集电极接第三晶体三极管的基极，第一晶体三极管、第二晶体三极管和第三晶体三极管的发射极共用线路，该线路的引出线为电路的负输出端。当有信号输入时，第二晶体三极管的作用是确保第三晶体三极管始终处于饱和导通模式。
进一步，在输入电路上串接有第一电阻。第一电阻起到降压限流作用，保护发光二极管。
附图说明
图1为本发明实施例中固态继电器电路模块的结构示意图；
图2为本发明实施例中能量回收模块的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如附图1所示本实施例的固态继电器电路模块1，固态继电器电路模块1的输入电路的线路上分别串接第一电阻R1和发光二极管，第一电阻R1具有降压限流作用，对发光二极管起保护作用，发光二极管和第一晶体三极管VT1共同形成光电耦合电路，第一晶体三极管VT1的集电极分别与第二电阻R2和二极管VD的阳极连接，二极管VD的阴极接第二晶体三极管VT2的基极，第二晶体三极管VT2的集电极接第三晶体三极管VT3的基极，在第二晶体三极管VT2的集电极和第三晶体三极管VT3的基极的共同的线路上串接有第三电阻R3，第一晶体三极管VT1、第二晶体三极管VT2和第三晶体三极管VT3的发射极连接在同一线路，该线路的导线引出为该电路的负输出端，第二电阻R2、第三电阻R3和第三晶体三极管VT3的集电极共用线路，并且该线路的导线引出为该电路的正输出端。
本实施例中，在第三晶体三极管VT3的集电极线路上串联有熔断器。
如图2所示，本实施例的能量回收模块2包括热敏电阻R4，该热敏电阻R4为正温度系数热敏电阻，该热敏电阻R4与电源并联，该热敏电阻R4与上述固态继电器电路模块1共用电源。热敏电阻R4与稳压二极管的阳极连接，稳压二极管的阴极接地，稳压二极管与极性电容并联，极性电容可为其他供电电路供电。
本实施例中，第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值分别为330欧、10千欧和33千欧，第三晶体三极管VT3采用的是达林顿复合管，光电耦合器选择的是PC817。输入控制电压为3-6V，输出控制电压，直流60V，输出控制电流3A。
本实施例方案工作原理如下：当有信号输入时，经过第一电阻R1降压限流后，使发光二极管发光，第一晶体三极管VT1的集电极电位由原来的开路无穷大电压变为导通电压，因此其电位下降，二极管VD截止，第二晶体三极管VT2截止，此时，第三晶体三极管VT3将饱和导通，控制电流经该第三晶体三极管VT3的集电极流向发射极，进而给负载供电。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.具有能量回收利用功能的固态继电器，包括输入电路，输入电路接光电耦合电路的输入端，光电耦合电路的输出端通过第二电阻接第三晶体三极管的集电极，第三晶体三极管的发射极和集电极分别为接负载的电路输出端，其特征在于，还包括热敏电阻，热敏电阻通过电源供电热敏电阻与一稳压二极管的阳极连接，稳压二极管的阴极接地，稳压二极管与一极性电容并联。
2.根据权利要求1所述的具有能量回收利用功能的固态继电器，其特征在于，在所述第三晶体三极管的集电极线路上串联有熔断器。
3.根据权利要求1所述的具有能量回收利用功能的固态继电器，其特征在于，所述的光电耦合器包括发光二极管和第一晶体三极管，发光二极管接输入电路，第一晶体三极管的集电极分别连接第二电阻和一二极管的阳极，该二极管的阴极接第二晶体三极管的基极，第二晶体三极管的集电极接第三晶体三极管的基极，第一晶体三极管、第二晶体三极管和第三晶体三极管的发射极共用线路，该线路的引出线为电路的负输出端。
4.根据权利要求1所述的具有能量回收利用功能的固态继电器，其特征在于，在输入电路上串接有第一电阻。
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