CN106656137A - 一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器 - Google Patents

一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，包括有底板（1），底板（1）上连接有罩壳（2），罩壳（2）内的底板（1）上连接有MOS管（Q1），MOS管（Q1）的上方设有延时控制电路（4），延时控制电路（4）的输入端上分别连接有一根输入型引出端（5），延时控制电路（4）的输出端分别与MOS管（Q1）的栅极和源极连接，大功率MOS管（Q1）的栅极和源极上分别连接有一根输出型引出端（6）；所述输入型引出端（5）和输出型引出端（6）穿出底板（1）。本发明具有上电延时时间短的特点，此外，还具有负载电流大、温度范围宽、可靠性高、功耗低、能满足特殊使用电路的特点。

Description

一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器
技术领域
本发明涉及一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，特别是一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器。
背景技术
上电延时固体继电器是自动控制、通讯、电力系统二次回路继电保护等领域的基础控制元件之一，能够实现通讯和自动控制领域中时序控制、互锁、防抖、点火控制等功能，继承了固体继电器的无触点、耐振动、抗冲击、寿命长等优点，在航空、航天、地面点火控制、兵器等领域得到广泛应用。目前国内现有的延时型固体继电器大多都采用单片机或RC型振荡器实现，在-40°C 或 125°C 的极端温度下这些振荡器和单片机无法正常工作，且单片机上电复位至少需要28ms的时间，最短延时都在28ms以上，无法实现10ms以下的上电延时接通功能，但许多实际应用场合需要实现10ms以下精确的上电延时接通控制、时序逻辑控制，只能通过提前让单片机控制器处于工作状态，再使用内部定时器或指令延时的实现方式，若在继电器设计生产时就能实现5ms～10ms上电延时接通，可明显降低整机系统的待机功耗，缩短整机研发周期和成本。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器。本发明具有上电延时时间短的特点，此外，还具有负载电流大、温度范围宽、可靠性高、功耗低、能满足特殊使用电路的特点。
本发明的技术方案：一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，包括有底板，底板上连接有罩壳，罩壳内的底板上连接有MOS管，MOS管的上方设有延时控制电路，延时控制电路的输入端上分别连接有一根输入型引出端，延时控制电路的输出端分别与MOS管的栅极和源极连接，大功率MOS管的栅极和源极上分别连接有一根输出型引出端；所述输入型引出端和输出型引出端穿出底板。
前述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，所述延时控制电路的输入端的正负极之间串联有第四电阻和稳压二极管，稳压二极管靠近电源负极，稳压二极管的导通方向是从电源负极流向正极，稳压二极管的两端并联有可编程延时模块，可编程延时模块的IN端连接在第四电阻和稳压二极管之间，可编程延时模块的GND端接地，可编程延时模块的SET端串联第三电阻后连接在电源负极，可编程延时模块的IN端依次串联第一电阻和第二电阻后连接在电源负极，可编程延时模块的V+端连接在第一电阻上远离第二电阻的一端，可编程延时模块的DIV端连接在第一电阻和第二电阻之间，可编程延时模块的V+端和电源负极的两端并联有电容；所述可编程延时模块的OUT端串联第六电阻后接至光伏驱动型隔离器件的第4引脚，光伏驱动型隔离器件的第3引脚连接电源负极，IC2的第5引脚和第6引脚之间并联有第五电阻，第五电阻的一端和IC2的第5引脚之间连接有三极管，并连接在三极管的基极，三极管的基极与发射极的两端并联有二极管，二极管的导通方向是从三极管的基极流向发射极，三极管的发射极连接在所述大功率MOS管的栅极，三极管的集电极与第五电阻的另一端和IC2的第6引脚连接后连接在大功率MOS管的源极上。
前述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，所述第一电阻的规格为0.1W、1000KΩ，第二电阻的规格为0.1W、392KΩ，第三电阻的规格为0.1W、442KΩ，第四电阻的规格为0.25W、3.6KΩ，第五电阻的规格为0.25W、1KΩ，第六电阻的规格为0.1W、1KΩ，稳压二极管的规格为5.1V，电容的规格为50V、0.1μF。
前述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，所述大功率MOS管为IRF2907型MOS管。
前述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，所述可编程延时模块为LTC6994HS6-1#TRMPBF型模块。
前述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，所述光伏驱动型隔离器件为VO1263AAC型隔离器件。
前述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，所述三极管为MMBTA56型三极管。
前述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，所述输入型引出端和输出型引出端穿出底板时，输入型引出端和输出型引出端与底板之间设有玻璃绝缘子。
前述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，所述大功率MOS管的散热基片贴在底板上进行安装。
本发明的有益效果：
1、本发明能够在-40℃至125℃范围内可靠工作，实现了既满足特殊使用电路，又能降低继电器设计开发成本，填补10ms以下短延时上电接通固体继电器的空白，达到了5ms上电延时。
2、本发明的延时控制电路通过集成LTC6994固态定时器件（IC1），其相比于传统的电阻器/电容器型振荡器和单片机延时电路而言，产品可在高加速度、振动和温度极端条件下工作，定时精准度和稳定性更高、功耗更低、启动时间更短。
3、本发明的延时控制电路IC1具有20mA的电流输出供应能力，能够直接驱动后级电路的光伏驱动型隔离器件IC2，无需添加任何驱动或放大电路，工作方式简单可靠。
4、所述大功率MOS管的散热基片直接贴底板安装，散热效率高，负载能力15A/28Vd.c.。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为附图1的仰视图；
附图3为延时控制电路的结构示意图。
附图标记说明：1-底板，2-罩壳，3-玻璃绝缘子，4-延时控制电路，5-输入型引出端，6-输出型引出端，Q1-大功率MOS管，Z1-稳压二极管，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，IC1-可编程延时模块，IC2-光伏驱动型隔离器件，T1-三极管，C1-电容，D1-二极管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例：一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，如附图1-3所示，包括有底板1，底板1上连接有罩壳2，罩壳2内的底板1上连接有MOS管Q1，MOS管Q1的上方设有延时控制电路4，延时控制电路4的输入端上分别连接有一根输入型引出端5，延时控制电路4的输出端分别与MOS管Q1的栅极和源极连接，大功率MOS管Q1的栅极和源极上分别连接有一根输出型引出端6；所述输入型引出端5和输出型引出端6穿出底板1。
所述延时控制电路4的输入端的正负极之间串联有第四电阻R4和稳压二极管Z1，稳压二极管Z1靠近电源负极，稳压二极管Z1的导通方向是从电源负极流向正极，稳压二极管Z1的两端并联有可编程延时模块IC1，可编程延时模块IC1的IN端连接在第四电阻R4和稳压二极管Z1之间，可编程延时模块IC1的GND端接地，可编程延时模块IC1的SET端串联第三电阻R3后连接在电源负极，可编程延时模块IC1的IN端依次串联第一电阻R1和第二电阻R2后连接在电源负极，可编程延时模块IC1的V+端连接在第一电阻R1上远离第二电阻R2的一端，可编程延时模块IC1的DIV端连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间，可编程延时模块IC1的V+端和电源负极的两端并联有电容C1；所述可编程延时模块IC1的OUT端串联第六电阻R6后接至光伏驱动型隔离器件IC2的第4引脚，光伏驱动型隔离器件IC2的第3引脚连接电源负极，IC2的第5引脚和第6引脚之间并联有第五电阻R5，第五电阻R5的一端和IC2的第5引脚之间连接有三极管T1，并连接在三极管T1的基极，三极管T1的基极与发射极的两端并联有二极管D1，二极管D1的导通方向是从三极管T1的基极流向发射极，三极管T1的发射极连接在所述大功率MOS管Q1的栅极，三极管T1的集电极与第五电阻R5的另一端和IC2的第6引脚连接后连接在大功率MOS管Q1的源极上。
所述第一电阻R1的规格为0.1W、1000KΩ，第二电阻R2的规格为0.1W、392KΩ，第三电阻R3的规格为0.1W、442KΩ，第四电阻R4的规格为0.25W、3.6KΩ，第五电阻R5的规格为0.25W、1KΩ，第六电阻R6的规格为0.1W、1KΩ，稳压二极管Z1的规格为5.1V，电容C1的规格为50V、0.1μF。
所述大功率MOS管Q1为IRF2907型MOS管。
所述可编程延时模块IC1为LTC6994HS6-1#TRMPBF型模块。
所述光伏驱动型隔离器件IC2为VO1263AAC型隔离器件。
所述三极管T1为MMBTA56型三极管。
所述输入型引出端5和输出型引出端6穿出底板1时，输入型引出端5和输出型引出端6与底板之间设有玻璃绝缘子7。
所述大功率MOS管Q1的散热基片贴在底板1上进行安装。
工作原理：输入型引出端5施加27Vd.c.阶跃电压信号，经输入稳压电路（由R4和Z1组成）变换为5V电压信号后输入到IC1的信号输入端IN端，IC1经过设定的延时时间后在IC1的OUT端输出5V、20mA的高电平信号，光伏驱动型隔离器件IC2的发光二极管阵列发光，在光伏驱动型隔离器件IC2输出产生约14V的电压，此电压施加在大功率MOS管Q1的GS之间，驱动大功率MOS管Q1导通，实现上电延时接通功能；当输入型引出端5的输入电压撤消时，大功率MOS管Q1的GS间能量通过由PNP三极管T1、二极管D1、电阻R5组成的泄放电路快速释放，使大功率MOS管Q1迅速关断，切断负载。

Claims (9)

1.一种光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，其特征在于：包括有底板（1），底板（1）上连接有罩壳（2），罩壳（2）内的底板（1）上连接有MOS管（Q1），MOS管（Q1）的上方设有延时控制电路（4），延时控制电路（4）的输入端上分别连接有一根输入型引出端（5），延时控制电路（4）的输出端分别与MOS管（Q1）的栅极和源极连接，大功率MOS管（Q1）的栅极和源极上分别连接有一根输出型引出端（6）；所述输入型引出端（5）和输出型引出端（6）穿出底板（1）。
2.根据权利要求1所述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，其特征在于：所述延时控制电路（4）的输入端的正负极之间串联有第四电阻（R4）和稳压二极管（Z1），稳压二极管（Z1）靠近电源负极，稳压二极管（Z1）的导通方向是从电源负极流向正极，稳压二极管（Z1）的两端并联有可编程延时模块（IC1），可编程延时模块（IC1）的IN端连接在第四电阻（R4）和稳压二极管（Z1）之间，可编程延时模块（IC1）的GND端接地，可编程延时模块（IC1）的SET端串联第三电阻（R3）后连接在电源负极，可编程延时模块（IC1）的IN端依次串联第一电阻（R1）和第二电阻（R2）后连接在电源负极，可编程延时模块（IC1）的V+端连接在第一电阻（R1）上远离第二电阻（R2）的一端，可编程延时模块（IC1）的DIV端连接在第一电阻（R1）和第二电阻（R2）之间，可编程延时模块（IC1）的V+端和电源负极的两端并联有电容（C1）；所述可编程延时模块（IC1）的OUT端串联第六电阻（R6）后接至光伏驱动型隔离器件（IC2）的第4引脚，光伏驱动型隔离器件（IC2）的第3引脚连接电源负极，IC2的第5引脚和第6引脚之间并联有第五电阻（R5），第五电阻（R5）的一端和IC2的第5引脚之间连接有三极管（T1），并连接在三极管（T1）的基极，三极管（T1）的基极与发射极的两端并联有二极管（D1），二极管（D1）的导通方向是从三极管（T1）的基极流向发射极，三极管（T1）的发射极连接在所述大功率MOS管（Q1）的栅极，三极管（T1）的集电极与第五电阻（R5）的另一端和IC2的第6引脚连接后连接在大功率MOS管（Q1）的源极上。
3.根据权利要求2所述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，其特征在于：所述第一电阻（R1）的规格为0.1W、1000KΩ，第二电阻（R2）的规格为0.1W、392KΩ，第三电阻（R3）的规格为0.1W、442KΩ，第四电阻（R4）的规格为0.25W、3.6KΩ，第五电阻（R5）的规格为0.25W、1KΩ，第六电阻（R6）的规格为0.1W、1KΩ，稳压二极管（Z1）的规格为5.1V，电容（C1）的规格为50V、0.1μF。
4.根据权利要求1或2所述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，其特征在于：所述大功率MOS管（Q1）为IRF2907型MOS管。
5.根据权利要求2所述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，其特征在于：所述可编程延时模块（IC1）为LTC6994HS6-1#TRMPBF型模块。
6.根据权利要求2所述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，其特征在于：所述光伏驱动型隔离器件（IC2）为VO1263AAC型隔离器件。
7.根据权利要求2所述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，其特征在于：所述三极管（T1）为MMBTA56型三极管。
8.根据权利要求1所述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，其特征在于：所述输入型引出端（5）和输出型引出端（6）穿出底板（1）时，输入型引出端（5）和输出型引出端（6）与底板之间设有玻璃绝缘子（7）。
9.根据权利要求1所述的光伏隔离式5ms上电延时型直流固体继电器，其特征在于：所述大功率MOS管（Q1）的散热基片贴在底板（1）上进行安装。
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