CN111555743B - 一种隔离式电子继电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔离式电子继电器,包括:直流电源输入端、PWM信号输入端、原边输入地端、通断回路一端、通断回路另一端、开关管TR1、MOS管TR2、MOS管TR3、变压器和二极管;原边连接关系之一为:变压器原边绕组一端连接直流电源输入端、另一端连接开关管TR1漏极,开关管TR1源极连接原边输入地端,开关管TR1栅极连接PWM信号输入端;副边连接关系为:MOS管TR2的漏极连接通断回路一端,MOS管TR3漏极连接通断回路另一端,变压器副边绕组一端连接二极管阳极,二极管阴极和MOS管TR2栅极、TR3栅极连接在一起,变压器副边绕组另一端和MOS管TR2源极、TR3源极连接在一起。本发明的隔离式电子继电器,驱动方式简单,导通阻抗小,电路简单,成本低廉,可轻松实现高隔离电压。
Description
技术领域
本发明专利涉及一隔离式电子继电器,特别涉及一种受PWM信号控制的隔离式电子继电器。
背景技术
近年来,随着微电子技术、光电子技术的飞速发展,继电器需求商对继电器不断提出新的要求。目前电子开发领域相较成熟的继电器分为机电继电器和固态继电器(SSR)两大类。固态继电器(SSR)与机电继电器相比,是一种没有机械运动,不含运动零件的继电器,但它具有与机电继电器本质上相同的功能;相对而言,固态继电器(SSR)有高寿命、高可靠性、灵敏度高、控制功率小、快速转换等优点。固态继电器(SSR)利用电子元器件的电、磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离,利用大功率三极管、功率场效应管、单向可控硅和双向可控硅等器件的开关特性,来达到无触点,无火花地接通和断开被控电路。
固态继电器再往下可细分为光电耦合型与变压器耦合型等类型,光电耦合型固态继电器与变压器耦合型固态继电器都是原边信号经隔离传输后输出驱动三极管或MOS管等器件实现回路的导通/断开,两者相比差异点主要在继电器原边信号是通过光耦还是通过变压器进行隔离传输。目前市场上集成光电耦合型、变压器耦合型固态继电器均存在价格昂贵的缺点,市场价格基本在2.5元到10元之间,且大部分被国外固态继电器厂商所垄断,供货周期及购入价格均易受国际供销情况动荡影响;而现有分立器件方案的光电耦合型固态继电器虽也进行了深入开发,但仍存在电路复杂、使用物料多导致整机价格昂贵的缺点。
申请号为2015105495791,名称为《一种新型固态继电器》中,提出了一种新型固态继电器,采用此发明的技术方案,通过增加浮动式直流稳压电源来控制两只功率场效应管的栅极,实现对交流负载或直流负载的控制,通态压降低,通用性高,适用范围广。实施例1的原理图可见附图图1;其中,该专利主要技术方案采用了光-三极管光电耦合器实现了选通信号的隔离传输,整机隔离电压受限于光-三极管光电耦合器内部设计,同时整机由十余颗物料搭建而成,电路较复杂;该方案因采用光-三极管光电耦合器同样存在整机成本昂贵问题,目前光-三极管光电耦合器市场价格基本在2元到3元之间,该方案整机物料成本在2.5元到3.5元之间。
发明内容
有鉴于此,本发明专利要解决的技术问题是提供一种隔离式电子继电器,不仅电路简单、成本低廉,而且可轻松实现高隔离电压。
本发明专利要解决上述技术问题的技术方案如下:
一种隔离式电子继电器,其特征在于:
端口包括:直流电源输入端Vin、PWM信号输入端CTRL、原边输入地端GND、通断回路一端A和通断回路另一端B;
内部电路包括:第一开关管TR1、第一MOS管TR2、第二MOS管TR3、第一变压器T1和第一二极管D1;第一MOS管TR2和第二MOS管TR3均为N沟道耗尽型MOS管;
原边连接关系为如下两种情况之一:
(1)第一变压器T1原边绕组的一端连接直流电源输入端Vin,第一变压器T1原边绕组的另一端连接第一开关管TR1的漏极,第一开关管TR1的源极连接原边输入地端GND,第一开关管TR1的栅极连接PWM信号输入端CTRL;
(2)第一变压器T1原边绕组的一端连接第一开关管TR1的漏极,第一开关管TR1的源极连接直流电源输入端Vin,第一开关管TR1的栅极连接PWM信号输入端CTRL,第一变压器T1原边绕组的另一端连接原边输入地端GND;
副边连接关系为:第一MOS管TR2的漏极连接通断回路一端A,第二MOS管TR3的漏极连接通断回路另一端B,第一变压器T1副边绕组的一端连接第一二极管D1的阳极,第一二极管D1的阴极、第一MOS管TR2的栅极和第二MOS管TR3的栅极连接在一起,第一变压器T1副边绕组的另一端、第一MOS管TR2的源极和第二MOS管TR3的源极连接在一起。
优选地,第一变压器T1原边绕组、副边绕组耦合关系为如下两种情况之一:(1)原边绕组的一端、副边绕组的一端为同名端,原边绕组的另一端、副边绕组的另一端为同名端;(2)原边绕组的一端、副边绕组的另一端为同名端,原边绕组的另一端、副边绕组的一端为同名端;
优选地,原边连接关系为第(1)种情况时,第一开关管TR1为N沟道耗尽型MOS管或NPN型三极管;原边连接关系为第(2)种情况时,第一开关管TR1为P沟道耗尽型MOS管或PNP型三极管。
作为上述技术方案的改进之一,其特征在于:在第一开关管TR1的栅极和源极之间还连接了电阻R1。
作为上述技术方案的改进之二,其特征在于:在第一开关管TR1的漏极和源极之间还连接了由电阻R2和电容C1串联组成的电路。
作为上述技术方案的改进之三,其特征在于:在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了电容C2。
作为上述技术方案的改进之四,其特征在于:在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了电阻R3。
作为上述技术方案的改进之五,其特征在于:在第一开关管TR1的栅极与PWM信号输入端CTRL之间还连接了电阻R4。
作为上述技术方案的改进之六,其特征在于:在第一开关管TR1的栅极与源极之间还连接了电阻R1;在第一开关管TR1的栅极与PWM信号输入端CTRL之间还连接了电阻R4;在第一开关管TR1的漏极和源极之间还连接了由电阻R2和电容C1串联组成的电路;在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了由电容C2和电阻R3并联组成的电路。
术语说明:
开关管的漏极:对于MOS管指的是MOS管的漏极,对于三极管指的是三极管的集电极,其它开关管对应的含义本领域的技术人员可以知悉,在此不一一列举;
开关管的源极:对于MOS管指的是MOS管的源极,对于三极管指的是三极管的发射极,其它开关管对应的含义本领域的技术人员可以知悉,在此不一一列举;
开关管的栅极:对于MOS管指的是MOS管的栅极,对于三极管指的是三极管的基极,其它开关管对应的含义本领域的技术人员可以知悉,在此不一一列举。
本发明专利的具体工作原理将在具体实施例进行分析说明,在此不赘述。与现有技术方案相比,本发明专利的有益效果为:
(1)可以用PWM信号驱动、驱动方式简单:PWM驱动信号可由单片机直接输出,市场上现有单片机基本均能满足需求,驱动信号经MOS管使变压器反复激磁、去磁,能量经变压器隔离整流后再施加于二次侧的MOS管上;
(2)导通阻抗小:导通阻抗在720mΩ以下,轻松实现低导通损耗;
(3)可轻松实现高隔离电压:整机原副边隔离电压由变压器原副边隔离能力和原副边物料最短电气距离决定,可通过简单设计轻松实现高隔离电压;
(4)电路简单、成本低廉:最简情况下本发明仅需五颗物料即可完成电路搭建,整机物料成本低至0.63元。
附图说明
图1为201510549579.1中国发明申请实施例1的原理图;
图2为本发明第一实施例的电路原理图;
图3为本发明第二实施例的电路原理图;
图4为本发明第三实施例的电路原理图;
图5为本发明第四实施例的电路原理图;
图6为本发明第五实施例的电路原理图;
图7为本发明第六实施例的电路原理图;
图8为本发明第七实施例的电路原理图;
图9为本发明第八实施例的电路原理图;
图10为本发明第九实施例的电路原理图;
图11为本发明第十实施例的电路原理图;
图12为本发明第十一实施例的电路原理图;
图13为本发明第十二实施例的电路原理图;
图14为本发明第十三实施例的电路原理图;
图15为本发明第十四实施例的电路原理图;
图16为本发明第十五实施例的电路原理图;
图17为本发明第十六实施例的电路原理图;
图18为本发明第十七实施例的电路原理图;
图19为本发明第十八实施例的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
第一实施例
参见图2为本发明第一实施例隔离式电子继电器的电路原理图,端口包括:直流电源输入端Vin、PWM信号输入端CTRL、原边输入地端GND、通断回路一端A和通断回路另一端B;内部电路包括:第一开关管TR1、第一MOS管TR2、第二MOS管TR3、第一变压器T1和第一二极管D1;第一开关管TR1、第一MOS管TR2和第二MOS管TR3均为N沟道耗尽型MOS管;第一变压器T1原边绕组的一端连接直流电源输入端Vin,第一变压器T1原边绕组的另一端连接第一开关管TR1的漏极,第一开关管TR1的源极连接原边输入地端GND,第一开关管TR1的栅极连接PWM信号输入端CTRL;第一MOS管TR2的漏极连接通断回路一端A,第二MOS管TR3的漏极连接通断回路另一端B,第一变压器T1副边绕组的一端连接第一二极管D1的阳极,第一二极管D1的阴极、第一MOS管TR2的栅极和第二MOS管TR3的栅极连接在一起,第一变压器T1副边绕组的另一端、第一MOS管TR2的源极和第二MOS管TR3的源极连接在一起;第一变压器T1原边绕组、副边绕组耦合关系为原边绕组的一端、副边绕组的另一端为同名端,原边绕组的另一端、副边绕组的一端为同名端。
各端口功能如下:
本实施例的工作原理描述如下:
1.通断回路一端A、通断回路另一端B回路导通工作情况:
直流电源输入端Vin、原边输入地端GND上存在持续直流电源输入供电(一般地,直流电源输入端Vin为直流电源输入正端,原边输入地端GND为直流电源输入负端),当PWM信号输入端CTRL、原边输入地端GND上输入一定频率、一定幅值的PWM信号后(一般地,PWM信号输入端CTRL为PWM信号输入正端,原边输入地端GND为PWM信号输入负端),工作情况如下:
①PWM信号为高时,第一开关管TR1的栅极和源极间电压达到导通阈值电压,第一开关管TR1的漏极和源极间处于导通状态,呈低阻抗特性,第一变压器T1原边绕组、第一开关管TR1形成导通回路,第一变压器T1原边绕组一端呈高电位、另一端呈低电位,经变压器隔离耦合至副边,第一变压器T1副边绕组一端呈低电位、另一端呈高电位,第一二极管D1反向截止,无输出电压至后端;
②PWM信号为低时,第一开关管(TR1)的栅极和源极间电压未达到导通阈值电压,第一开关管TR1的漏极和源极间处于截止状态,呈高阻抗特性,第一变压器T1原边绕组、第一开关管TR1未形成导通回路,因PWM信号为高时,第一变压器T1原边绕组激磁,此时第一变压器T1原边绕组需进行续流去磁,第一变压器T1原边绕组一端呈低电位、另一端呈高电位,经变压器隔离耦合至副边,第一变压器T1副边绕组一端呈高电位、另一端呈低电位,经第一二极管D1导通输出电压至第一二极管D1阴极。
经上述工作若干周期后,第一MOS管TR2、第二MOS管TR3栅极和源极间达到导通阈值电压(一般地,栅极电压为高,源极电压为低),第一MOS管TR2、第二MOS管TR3漏极和源极间处于导通状态,呈低阻抗特性,通断回路一端A和通断回路另一端B间形成低阻抗导通回路,回路导通阻抗由第一MOS管TR2、第二MOS管TR3导通阻抗决定(一般地,选择低导通阻抗MOS管),回路导通。
2.通断回路一端A、通断回路另一端B回路断开工作情况:
PWM信号输入端CTRL、原边输入地端GND上无PWM信号输入,第一变压器T1原边无能量隔离传输至副边,通断回路一端A、通断回路另一端B间无法形成低阻抗导通回路,回路断开。
3.整机工作情况:
当直流电源输入端Vin、原边输入地端GND存在持续直流电源输入供电、PWM信号输入端CTRL上出现PWM信号时,第一变压器T1原边反复激磁、去磁,第一变压器T1副边产生感生电动势,经第一二极管D1整流后形成稳定导通阈值电压于第一MOS管TR2、第二MOS管TR3栅极和源极间,第一MOS管TR2、第二MOS管TR3漏极、源极间处于导通状态,通断回路一端A、通断回路另一端B间形成低阻抗导通回路,回路导通;PWM信号输入端CTRL撤除PWM信号后,第一变压器T1原边无能量隔离传输至副边,原第一二极管D1整流后形成的电压逐渐消耗至低于第一MOS管TR2、第二MOS管TR3栅极和源极间导通阈值,通断回路一端A、通断回路另一端B间无法形成低阻抗导通回路,回路断开。
第二实施例
参见图3为本发明第二实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第一实施例不同之处在于:第一变压器T1原边绕组、副边绕组耦合关系为原边绕组的一端、副边绕组的一端为同名端,原边绕组的另一端、副边绕组的另一端为同名端。
本实施例连接关系与第一实施例仅第一变压器T1原边绕组、副边绕组耦合关系不同。
本实施例的工作原理描述如下:
通断回路一端A、通断回路另一端B、第一MOS管TR2、第二MOS管TR3组合而成的通断回路的工作原理同第一实施例,这里不再赘述。同样为了使第一变压器T1副边产生感生电动势,当直流电源输入端Vin、原边输入地端GND存在持续直流电源输入供电、PWM信号输入端CTRL上出现PWM信号时,第一变压器T1原边需反复激磁、去磁。
需要注意的是,第二实施例变压器隔离转换方式与第一实施例不同:
①PWM信号为高时,第一开关管TR1的栅极和源极间电压达到导通阈值电压,第一开关管TR1的漏极和源极间处于导通状态,呈低阻抗特性,第一变压器T1原边绕组、第一开关管TR1形成导通回路,第一变压器T1原边绕组一端呈高电位、另一端呈低电位,经变压器隔离耦合至副边,第一变压器T1副边绕组一端呈高电位、另一端呈低电位,经第一二极管D1导通输出电压至第一二极管D1阴极;
②PWM信号为低时,第一开关管(TR1)的栅极和源极间电压未达到导通阈值电压,第一开关管TR1的漏极和源极间处于截止状态,呈高阻抗特性,第一变压器T1原边绕组、第一开关管TR1未形成导通回路,无能量经变压器隔离传输至副边,变压器副边无输出电压至后端。
经上述工作若干周期后,通断回路一端A和通断回路另一端B间形成低阻抗导通回路,回路导通阻抗由第一MOS管TR2、第二MOS管TR3导通阻抗决定(一般地,选择低导通阻抗MOS管),回路导通;PWM信号输入端CTRL、原边输入地端GND上撤除PWM信号输入,第一变压器T1原边无能量隔离传输至副边,原第一二极管D1整流后形成的电压逐渐消耗至低于第一MOS管TR2、第二MOS管TR3栅极和源极间导通阈值,通断回路一端A和通断回路另一端B间无法形成低阻抗导通回路,回路断开。
第三实施例
参见图4为本发明第三实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第一实施例不同之处在于第一开关管TR1选用的是NPN型三极管,三极管的集电极相当于MOS管的漏极、三极管的发射极相当于MOS管的源极、三极管的基极相当于MOS管的栅极。
本实施例的工作原理与第一实施例相同,在此不赘述。
第四实施例
参见图5为本发明第四实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第一实施例不同之处在于在第一开关管TR1的栅极和源极之间还连接了电阻R1,由此带来的有益效果:缩短第一开关管TR1的栅极与源极间PWM信号高低电平切换时间,减少因第一开关管TR1开通、关断过程中造成的开关损耗,从而降低整机功耗。
本实施例的工作原理与第一实施例相同,在此不赘述。
第五实施例
参见图6为本发明第五实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第一实施例不同之处在于在第一开关管TR1的漏极和源极之间还连接了由电阻R2和电容C1串联组成的电路,由此带来的有益效果:吸收第一开关管TR1的漏极与源极间开通、关断过程中产生的电压尖峰,一方面降低第一开关管TR1的漏极与源极间承受的瞬态电压从而保护第一开关管TR1,另一方面降低此电压尖峰在电路中造成的瞬态功耗从而降低整机功耗。
本实施例的工作原理与第一实施例相同,在此不赘述。
第六实施例
参见图7为本发明第六实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第一实施例不同之处在于在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了电容C2,由此带来的有益效果:对第一二极管D1整流而得的电压进行储能、滤波,稳定供给至第一MOS管TR2、第二MOS管TR3的栅极和源极间。
本实施例的工作原理与第一实施例相同,在此不赘述。
第七实施例
参见图8为本发明第七实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第一实施例不同之处在于在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了电阻R3,由此带来的有益效果:电阻R3充当假负载,一方面电阻R3对第一二极管D1整流而得的电压进行带载稳压,防止出现瞬态电压过高情况,降低第一MOS管TR2、第二MOS管TR3的栅极与源极间承受的瞬态电压从而保护第一MOS管TR2和第二MOS管TR3;另一方面电阻R3用于促进PWM信号输入撤除时第一二极管D1整流后形成的电压的消耗,缩短通断回路断开的响应时间。
本实施例的工作原理与第一实施例相同,在此不赘述。
第八实施例
参见图9为本发明第八实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第一实施例不同之处在于在第一开关管TR1的栅极与PWM信号输入端CTRL之间还连接了电阻R4,由此带来的有益效果:充当限流电阻,对PWM信号输入端输入的PWM信号进行限流后再施加于第一开关管TR1的栅极,防止出现驱动电流过大情况,降低第一开关管的栅极驱动电流从而保护第一开关管TR1。
本实施例的工作原理与第一实施例相同,在此不赘述。
第九实施例
参见图10为本发明第九实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第一实施例不同之处在于:
(1)在第一开关管TR1的栅极与源极之间还连接了电阻R1,由此带来的有益效果与第四实施例相同,在此不赘述;
(2)在第一开关管TR1的栅极与PWM信号输入端CTRL之间还连接了电阻R4,由此带来的有益效果与第八实施例相同,在此不赘述;
(3)在第一开关管TR1的漏极和源极之间还连接了由电阻R2和电容C1串联组成的电路,由此带来的有益效果与第五实施例相同,在此不赘述;
(4)在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了由电容C2和电阻R3并联组成的电路,由此带来的有益效果与第六、七实施例相同,在此不赘述。
本实施例的工作原理与第一实施例相同,在此不赘述。
第十实施例
参见图11为本发明第十实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第一实施例不同之处在于:第一开关管TR1为P沟道耗尽型MOS管;第一开关管TR1的连接位置不同,第一开关管TR1的源极连接的是直流电源输入端Vin,第一开关管TR1的漏极连接的是第一变压器T1原边绕组的一端;第一变压器T1原边绕组、副边绕组耦合关系为原边绕组的一端、副边绕组的另一端为同名端,原边绕组的另一端、副边绕组的一端为同名端。
本实施例原边连接关系具体如下:
第一变压器T1原边绕组的一端连接第一开关管TR1的漏极,第一开关管TR1的源极连接直流电源输入端Vin,第一开关管TR1的栅极连接PWM信号输入端CTRL,第一变压器T1原边绕组的另一端连接原边输入地端GND。
本实施例的工作原理描述如下:
通断回路一端A、通断回路另一端B、第一MOS管TR2、第二MOS管TR3组合而成的通断回路的工作原理同第一实施例,这里不再赘述。同样为了使第一变压器T1副边产生感生电动势,当直流电源输入端Vin、原边输入地端GND存在持续直流电源输入供电、PWM信号输入端CTRL上出现PWM信号时,第一变压器T1原边需反复激磁、去磁。
需要注意的是,第十实施例PWM驱动方式与第一实施例不同:
①PWM信号为低时,第一开关管TR1的栅极和源极间电压达到导通阈值电压,第一变压器T1原边激磁;
②PWM信号为高时,第一开关管TR1的栅极和源极间电压未达到导通阈值电压,第一变压器T1原边去磁;
经上述工作若干周期后,通断回路一端A和通断回路另一端B间形成低阻抗导通回路,回路导通阻抗由第一MOS管TR2、第二MOS管TR3导通阻抗决定(一般地,选择低导通阻抗MOS管),回路导通;PWM信号输入端CTRL持续为高电平时,第一变压器T1原边无能量隔离传输至副边,原第一二极管D1整流后形成的电压逐渐消耗至低于第一MOS管TR2、第二MOS管TR3栅极和源极间导通阈值,通断回路一端A和通断回路另一端B间无法形成低阻抗导通回路,回路断开。
第十一实施例
参见图12为本发明第十一实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第十实施例不同之处在于:第一变压器T1原边绕组、副边绕组耦合关系为原边绕组的一端、副边绕组的一端为同名端,原边绕组的另一端、副边绕组的另一端为同名端。
本实施例连接关系与第十实施例仅第一变压器T1原边绕组、副边绕组耦合关系不同。
本实施例的工作原理描述如下:
通断回路一端A、通断回路另一端B、第一MOS管TR2、第二MOS管TR3组合而成的通断回路的工作原理同第十实施例,这里不再赘述。同样为了使第一变压器T1副边产生感生电动势,当直流电源输入端Vin、原边输入地端GND存在持续直流电源输入供电、PWM信号输入端CTRL上出现PWM信号时,第一变压器T1原边需反复激磁、去磁。
需要注意的是,第十一实施例变压器隔离转换方式与第十实施例不同:
①PWM信号为低时,第一开关管TR1的栅极和源极间电压达到导通阈值电压,第一开关管TR1的漏极和源极间处于导通状态,呈低阻抗特性,第一变压器T1原边绕组、第一开关管TR1形成导通回路,第一变压器T1原边绕组一端呈高电位、另一端呈低电位,经变压器隔离耦合至副边,第一变压器T1副边绕组一端呈高电位、另一端呈低电位,经第一二极管D1导通输出电压至第一二极管D1阴极;
②PWM信号为高时,第一开关管(TR1)的栅极和源极间电压未达到导通阈值电压,第一开关管TR1的漏极和源极间处于截止状态,呈高阻抗特性,第一变压器T1原边绕组、第一开关管TR1未形成导通回路,无能量经变压器隔离传输至副边,变压器副边无输出电压至后端。
经上述工作若干周期后,通断回路一端A和通断回路另一端B间形成低阻抗导通回路,回路导通阻抗由第一MOS管TR2、第二MOS管TR3导通阻抗决定(一般地,选择低导通阻抗MOS管),回路导通;PWM信号输入端CTRL上持续为高电平时,第一变压器T1原边无能量隔离传输至副边,原第一二极管D1整流后形成的电压逐渐消耗至低于第一MOS管TR2、第二MOS管TR3栅极和源极间导通阈值,通断回路一端A和通断回路另一端B间无法形成低阻抗导通回路,回路断开。
第十二实施例
参见图13为本发明第十二实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第十实施例不同之处在于第一开关管TR1选用的是PNP型三极管,三极管的集电极相当于MOS管的漏极、三极管的发射极相当于MOS管的源极、三极管的基极相当于MOS管的栅极。
本实施例的工作原理与第十实施例相同,在此不赘述。
第十三实施例
参见图14为本发明第十三实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第十实施例不同之处在于在第一开关管TR1的栅极和源极之间还连接了电阻R1,由此带来的有益效果与第四实施例相同,在此不赘述。
本实施例的工作原理与第十实施例相同,在此不赘述。
第十四实施例
参见图15为本发明第十四实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第十实施例不同之处在于在第一开关管TR1的漏极和源极之间还连接了由电阻R2和电容C1串联组成的电路,由此带来的有益效果与第五实施例相同,在此不赘述。
本实施例的工作原理与第十实施例相同,在此不赘述。
第十五实施例
参见图16为本发明第十五实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第十实施例不同之处在于在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了电容C2,由此带来的有益效果与第六实施例相同,在此不赘述。
本实施例的工作原理与第十实施例相同,在此不赘述。
第十六实施例
参见图17为本发明第十六实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第十实施例不同之处在于在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了电阻R3,由此带来的有益效果与第七实施例相同,在此不赘述。
本实施例的工作原理与第十实施例,在此不赘述。
第十七实施例
参见图18为本发明第十七实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第十实施例不同之处在于在第一开关管TR1的栅极与PWM信号输入端CTRL之间还连接了电阻R4,由此带来的有益效果与第八实施例相同,在此不赘述。
本实施例的工作原理与第十实施例相同,在此不赘述。
第十八实施例
参见图19为本发明第十八实施例隔离式电子继电器的电路原理图,本实施例与第十实施例不同之处在于:
(1)在第一开关管TR1的栅极与源极之间还连接了电阻R1,由此带来的有益效果与第四实施例相同,在此不赘述;
(2)在第一开关管TR1的栅极与PWM信号输入端CTRL之间还连接了电阻R4,由此带来的有益效果与第八实施例相同,在此不赘述;
(3)在第一开关管TR1的漏极和源极之间还连接了由电阻R2和电容C1串联组成的电路,由此带来的有益效果与第五实施例相同,在此不赘述;
(4)在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了由电容C2和电阻R3并联组成的电路,由此带来的有益效果与第六、第七实施例相同,在此不赘述。
本实施例的工作原理与第十实施例相同,在此不赘述。
以上仅是本发明专利的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明专利的限制。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干等同变换、改进和润饰,这些等同变换、改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围,这里不再用实施例赘述,本发明专利的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (9)
1.一种隔离式电子继电器,其特征在于:
端口包括:直流电源输入端Vin、PWM信号输入端CTRL、原边输入地端GND、通断回路一端A和通断回路另一端B;
内部电路包括:第一开关管TR1、第一MOS管TR2、第二MOS管TR3、第一变压器T1和第一二极管D1;第一MOS管TR2和第二MOS管TR3均为N沟道耗尽型MOS管;
原边连接关系为如下两种情况之一:
(1)第一变压器T1原边绕组的一端连接直流电源输入端Vin,第一变压器T1原边绕组的另一端连接第一开关管TR1的漏极,第一开关管TR1的源极连接原边输入地端GND,第一开关管TR1的栅极连接PWM信号输入端CTRL;
(2)第一变压器T1原边绕组的一端连接第一开关管TR1的漏极,第一开关管TR1的源极连接直流电源输入端Vin,第一开关管TR1的栅极连接PWM信号输入端CTRL,第一变压器T1原边绕组的另一端连接原边输入地端GND;
副边连接关系为:第一MOS管TR2的漏极连接通断回路一端A,第二MOS管TR3的漏极连接通断回路另一端B,第一变压器T1副边绕组的一端连接第一二极管D1的阳极,第一二极管D1的阴极、第一MOS管TR2的栅极和第二MOS管TR3的栅极连接在一起,第一变压器T1副边绕组的另一端、第一MOS管TR2的源极和第二MOS管TR3的源极连接在一起。
2.根据权利要求1所述的隔离式电子继电器,其特征在于:第一变压器T1原边绕组、副边绕组耦合关系为如下两种情况之一:
(1)原边绕组的一端、副边绕组的一端为同名端,原边绕组的另一端、副边绕组的另一端为同名端;
(2)原边绕组的一端、副边绕组的另一端为同名端,原边绕组的另一端、副边绕组的一端为同名端。
3.根据权利要求1所述的隔离式电子继电器,其特征在于:原边连接关系为第(1)种情况时,第一开关管TR1为N沟道耗尽型MOS管或NPN型三极管;原边连接关系为第(2)种情况时,第一开关管TR1为P沟道耗尽型MOS管或PNP型三极管。
4.根据权利要求1或2或3所述的隔离式电子继电器,其特征在于:在第一开关管TR1的栅极和源极之间还连接了电阻R1。
5.根据权利要求1或2或3所述的隔离式电子继电器,其特征在于:在第一开关管TR1的漏极和源极之间还连接了由电阻R2和电容C1串联组成的电路。
6.根据权利要求1或2或3所述的隔离式电子继电器,其特征在于:在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了电容C2。
7.根据权利要求1或2或3所述的隔离式电子继电器,其特征在于:在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了电阻R3。
8.根据权利要求1或2或3所述的隔离式电子继电器,其特征在于:在第一开关管TR1的栅极与PWM信号输入端CTRL之间还连接了电阻R4。
9.根据权利要求1或2或3所述的隔离式电子继电器,其特征在于:在第一开关管TR1的栅极与源极之间还连接了电阻R1;在第一开关管TR1的栅极与PWM信号输入端CTRL之间还连接了电阻R4;在第一开关管TR1的漏极和源极之间还连接了由电阻R2和电容C1串联组成的电路;在第一二极管D1的阴极与第一变压器T1副边绕组的另一端之间还连接了由电容C2和电阻R3并联组成的电路。
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