CN111969984A - 一种直流无触点固态继电器 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种直流无触点固态继电器，包括输入电路、驱动电路和控制电路；其中输入电路包括正极A+、负极A‑、驱动电路包括芯片U1、二极管、电阻；控制电路包括开关、电容等。本发明的直流无接触点固态继电器无触点智能化，大电流高电压，以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。
Description
技术领域
本发明涉及一种继电器，特别涉及一种直流无触点固态继电器。
背景技术
随着现代电子技术的发展，对于隔离驱动、隔离切换电路场合，已经由传统单一的机械继电器发展到目前固态继电器广泛应用的局面。相较于机械继电器，固态继电器无运动零部件、无机械磨损、无触点间的火花及无触点抖动与磨损，使其可靠性更高，对外界干扰更小。而且固态继电器除以上优点外，其开关速度迅速、灵敏度更高，所需的控制功率也更小。固态继电器由使用场合可以分成交流型和直流型两大类,它们分别在交流或直流电源上做负载的开关。虽然在目前市场上直流固态继电器已经得到了广泛的研究与应用，但是在应用过程及市场反馈过程中还是存在着一系列的问题，如使用寿命短、体积较大、触电易打火及电容扩容能力较低等缺陷。
基于以上对传统的直流固态继电器的优缺点进行分析，本发明对现有的固态继电器结构进行深入研究，并经多次试验，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种直流无触点固态继电器，以解决上述背景技术所提出的问题。
本发明要解决上述技术问题的技术方案如下：
一种直流无触点固态继电器，包括输入电路、驱动电路和控制电路；
输入电路包括：正极A+、负极A-、电路的供电电压VCC、公共端GND以及连接在VCC和GND之间的第三电容C3主要滤除电源的杂波和交流成分；
驱动电路包括：芯片U1，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、第六电阻R6，其中第一电阻R1并联在第一二极管D1两端后与第二电阻R2串联，第六电阻R6并联在第三二极管D3两端后与第五电阻R5串联，第三电阻R3左端与第五电容C5串联，芯片U1与第二二极管D2并联；
控制电路包括：第一开关Q1、第二开关Q2、第一电容C1、第二电容C2、第四电阻R4，其中第一开关Q1与第二开关Q2串联，第一开关Q1的控制极连接在第四电容C4和第二电阻R2的串联中点，第二开关Q2的控制极连接在第五电阻R5和第六电容C6的串联中点，第二开关Q2与第四电阻R4串联；
优选的，所述的第一开关Q1和第二开关Q2为MOS开关管。
优选的，所述MOS开关管包括S级和D级，S级接被控电源负极，D级接被控电源正极。
优选的，所述电路中第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3起整流作用，实现单向导通、防止回流。
优选的，所述的电路中第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6均为限流电阻。
优选的，所述的芯片U1是高速驱动器，具有高脉冲电流缓冲的作用，用于驱动N沟道功率M0SFET或IGBT。
优选的，所述芯片U1采用离线式真空焊接炉。
优选的，所述芯片U1焊接在基板上。
优选的，所述芯片U1表面采用超声波键合铝线技术将g或s与基板连接。
本发明相对于现有技术的有益效果：
1、本发明的直流无接触点固态继电器无触点智能化，大电流高电压，以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。
2、本发明的直流无接触点固态继电器带载切换，无噪声，无火花，无电磁干扰，抗干扰能力强，耐冲击。
3、本发明的直流无接触点固态继电器耐振荡，防爆、防潮、防腐蚀、能与逻辑电路兼容，以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。
4、本发明的直流无接触点固态继电器软启动，低热阻，高频率，开关速度快，可选择带过流保护
5、本发明的直流无接触点固态继电器工作可靠，产品性能稳定，且体积小，安装简单方便，使用寿命长。
6、本发明的直流无接触点固态继电器自带电流检测，无需再用分流器(选装)。可带TTL通讯端口(选装)。
附图说明
图1本发明实施例的示意图。
图2本发明实施例的芯片U1的尺寸图。
图3本发明实施例的芯片U1的线路图。
具体实施方式
为了使本发明更加清楚明白，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。
图1所示为本发明第一实施例原理图，该实施例包括输入电路、驱动电路和控制电路；其中：
输入电路包括：正极A+、负极A-、电路的供电电压VCC、公共端GND以及连接在VCC和GND之间的第三电容C3主要滤除电源的杂波和交流成分；驱动电路包括：芯片U1，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，起整流作用，实现单向导通、防止回流；第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、第六电阻R6，电路中的电阻均为限流电阻；第一电阻R1并联在第一二极管D1两端后与第二电阻R2串联，第六电阻R6并联在第三二极管D3两端后与第五电阻R5串联，第三电阻R3左端与第五电容C5串联，芯片U1与第二二极管D2并联；控制电路包括：第一开关Q1、第二开关Q2、第一电容C1、第二电容C2、第四电阻R4，所述的第一开关Q1和第二开关Q2为MOS开关管，所述MOS开关管包括S级和D级，S级接被控电源负极，D级接被控电源正极。第一开关Q1与第二开关Q2串联，第一开关Q1的控制极连接在第四电容C4和第二电阻R2的串联中点，第二开关Q2的控制极连接在第五电阻R5和第六电容C6的串联中点，第二开关Q2与第四电阻R4串联；
所述的芯片U1是高速驱动器，具有高脉冲电流缓冲的作用，用于驱动N沟道功率M0SFET或IGBT。保证其在高压(660V)环境下可以正常工作。所述芯片U1采用离线式真空焊接炉。所述芯片U1焊接在基板上。所述芯片U1表面采用超声波键合铝线技术将g或s与基板连接。
控制原理：当HO为高电平，LO为低电平时，Q1上下导通，Q2不导通，所以最终U的电压是高电平；当HO为低电平，LO为高电平时，Q1不导通，Q2上下导通，因为VS默认为低电平，所以U是低电平。
如图2和3所示为本发明所用芯片U1的尺寸及线路图，所述芯片U1为本公司自行研制设计，其中V DS为100V，R DS(on)typ.为5.5mm，DieArea为20mm2。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种直流无触点固态继电器，其特征在于：包括输入电路、驱动电路和控制电路；
输入电路包括：正极A+、负极A-、电路的供电电压VCC、公共端GND以及连接在VCC和GND之间的第三电容C3主要滤除电源的杂波和交流成分；
驱动电路包括：芯片U1，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第五电阻R5、第六电阻R6，其中第一电阻R1并联在第一二极管D1两端后与第二电阻R2串联，第六电阻R6并联在第三二极管D3两端后与第五电阻R5串联，第三电阻R3左端与第五电容C5串联，芯片U1与第二二极管D2并联；
控制电路包括：第一开关Q1、第二开关Q2、第一电容C1、第二电容C2、第四电阻R4，其中第一开关Q1与第二开关Q2串联，第一开关Q1的控制极连接在第四电容C4和第二电阻R2的串联中点，第二开关Q2的控制极连接在第五电阻R5和第六电容C6的串联中点，第二开关Q2与第四电阻R4串联。
2.根据权利要求1所述的直流无触点固态继电器，其特征在于：所述的第一开关Q1和第二开关Q2为MOS开关管。
3.根据权利要求2所述的直流无触点固态继电器，其特征在于：所述MOS开关管包括S级和D级，S级接被控电源负极，D级接被控电源正极。
4.根据权利要求1所述的直流无触点固态继电器，其特征在于：所述电路中第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3起整流作用，实现单向导通、防止回流。
5.根据权利要求1所述的直流无触点固态继电器，其特征在于：所述的电路中第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6均为限流电阻。
6.根据权利要求1所述的直流无触点固态继电器，其特征在于：所述的芯片U1是高速驱动器，具有高脉冲电流缓冲的作用，用于驱动N沟道功率M0SFET或IGBT。
7.根据权利要求1所述的直流无触点固态继电器，其特征在于：所述芯片U1采用离线式真空焊接炉。
8.根据权利要求7所述的直流无触点固态继电器，其特征在于：所述芯片U1焊接在基板上。
9.根据权利要求8所述的直流无触点固态继电器，其特征在于：所述芯片U1表面采用超声波键合铝线技术将g或s与基板连接。
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