CN202817729U

CN202817729U - 具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器

Info

Publication number: CN202817729U
Application number: CN2012202704068U
Authority: CN
Inventors: 陈彰福; 刘春艳; 张丽喜; 刘军; 张新忠; 张新途
Original assignee: SHENZHEN SHUOKE TECH Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN SHUOKE TECH Co Ltd
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-06-08

Abstract

本实用新型实施例公开了一种具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器，包括串联于输入端和输出端之间的当前温度超出预定范围即自动断开以进行保护的温度保护模块和继电器控制电路。本实用新型实施例的固态继电器通过采用在输入端和输出端之间串联继电器控制电路和当前温度超出预定范围即自动断开以进行保护的温度保护模块的技术手段，从而使固态继电器具有温度保护功能，提高了固态继电器的安全性、可靠性、稳定性，大幅延长了使用寿命；此外，继电器控制电路设有输入电压自适应电路，拓宽了输入端适用的电压范围，提高了固态继电器的通用性，输入电压波动影响小，抗干扰能力强。

Description

具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器

技术领域

本实用新型涉及一种自动控制电器件，尤其涉及一种具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器。

背景技术

现有的固态继电器大电流通过时容易发热, 且发热量比较大，会产生很多与发热有关的问题，请参阅2003年1月1日公告的申请号为02200388.6的实用新型专利，其揭露了一种设有散热片的固态继电器，虽然设有散热器用于散热但因发热量大散热效果仍不理想，尤其固态继电器长时间工作发热超过其温度极限的情况下，会导致固态继电器损坏，严重的甚至产生爆炸起火。

此外, 现有的固态继电器的输入端适用的电压范围比较小，且一般不超过24V，输入的控制电压大于24V时则可能工作异常。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种具有温度保护功能的固态继电器。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器，该固态继电器设有输入端和输出端，其特征在于，固态继电器还设有串联于所述输入端和输出端之间的继电器控制电路和当前温度超出预定范围即自动断开以进行保护的温度保护模块。

进一步地，温度保护模块为温度开关。

进一步地，温度保护模块包括温度传感器、连接于温度传感器的用于实时采集温度传感器的感测信号并根据感测信号判断当前温度超出预定范围时断开输入端和输出端之间的电连接的处理器。

进一步地，继电器控制电路包括依次连接的输入端、输入电压自适应电路、隔离电路、常开/常闭电路、开关电路、驱动电路、保护电路及输出控制端，其中，温度保护模块串联于输入端与输入电压自适应电路之间、输入电压自适应电路与隔离电路之间、隔离电路与常开/常闭电路之间、常开/常闭电路与开关电路之间、开关电路与驱动电路之间、驱动电路与保护电路之间或保护电路与输出控制端之间。在此，所述固态继电器还设有输入电压自适应电路，因而本实用新型实施例还提供了一种具有自适应输入电压功能的固态继电器。

进一步地，输入电压自适应电路包括三极管(NPN)、稳压二极管(D1)、电阻(R1)、电阻(R3)、电阻(R4)及电阻(R6)；

其中，三极管(NPN)的基极连接于稳压二极管(D1)的负极及电阻(R3)的一端，而稳压二极管(D1)的正极同时连接于电阻(R4)的一端、电阻(R1)的一端及输入端(Vin-)，且电阻(R1)的另一端连接于输出端(Vout-)；

三极管(NPN)的集电极同时连接于电阻(R3)的另一端、电阻(R6)的一端及输入端(Vin+)；

三极管(NPN)的发射极同时连接于电阻(R6)的另一端、电阻(R4)的另一端及输出端(Vout+)。

进一步地，输入电压自适应电路还设有温度保护模块，温度保护模块一端连接于电阻(R6)的另一端、电阻(R4)的另一端及三极管(NPN)的发射极，另一端连接于输出端(Vout+)。

进一步地，输入电压自适应电路包括三极管(PNP)、稳压二极管(D1)、电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)及电阻(R4)；

其中，三极管(PNP)的基极同时连接于稳压二极管(D1)的正极及电阻(R1)的一端，电阻(R1)的另一端同时连接于电阻(R2)的一端、电阻(R4)的一端及输入端(Vin-)，而电阻(R4)的另一端连接于输出端(Vout-)；

三极管(PNP)的集电极同时连接于电阻(R2)的另一端、电阻(R3)的一端及输出端(Vout+)；

三极管(PNP)的发射极同时连接于稳压二极管(D1)的负极、电阻(R3)的另一端及输入端(Vin+)。

进一步地，输入电压自适应电路还设有温度保护模块，温度保护模块一端同时连接于电阻(R2)的另一端、电阻(R3)的一端及三极管(PNP)的集电极，另一端连接于输出端(Vout+)。

本实用新型实施例的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的有益效果是：通过采用在输入端和输出端之间串联继电器控制电路和当前温度超出预定范围即自动断开以进行保护的温度保护模块的技术手段，从而使固态继电器具有温度保护功能，提高了固态继电器的安全性、可靠性、稳定性，大幅延长了使用寿命；此外，继电器控制电路设有输入电压自适应电路，拓宽了输入端适用的电压范围，提高了固态继电器的通用性，输入电压波动影响小，抗干扰能力强。

附图说明

图1是本实用新型实施例的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的方框图。

图2是本实用新型第一实施方式的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的电路结构示意图。

图3是本实用新型第二实施方式的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的电路结构示意图。

图4是本实用新型第三实施方式的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的电路结构示意图。

图5是本实用新型第四实施方式的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的电路结构示意图。

图6是本实用新型第五实施方式的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的电路结构示意图。

图7是本实用新型第六实施方式的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的电路结构示意图。

图8是本实用新型第七实施方式的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的电路结构示意图。

图9是本实用新型一实施方式的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的输入电压自适应电路示意图。

图10是本实用新型另一实施方式的具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器的输入电压自适应电路示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型的实施例提供了一种具有温度保护及自适应输入电压的固态继电器，一方面，当固态继电器的工作温度超出预定范围时（一实施方式中，预定范围可以为-10摄氏度～+75摄氏度或者其他的一个温度范围），便自动切断控制信号，让固态继电器停止工作，防止固态继电器因过热而损坏，使固态继电器更可靠地工作；另一方面，固态继电器具有较宽的输入电压适应范围，例如原来适应范围是5V～24V，而本实施方式中，所述固态继电器还可适应于小于5V、大于24V的输入电压，在一实施方式中，所述输入电压适应范围优选为3 V～36V。

请参考图1，本实用新型的实施例的具有温度保护及自适应输入电压的固态继电器设有串联于输入端和输出端之间的继电器控制电路，继电器控制电路包括依次连接的输入电压自适应电路、隔离电路、常开/常闭电路、开关电路、驱动电路、保护电路及输出控制端。本领域技术人员知道，为实现继电器的电气功能，所述继电器控制电路的多种所述电路的组合、变化、修改、替换和变型都是可以的。进一步地，固态继电器还设有串联于输入端和输出端之间的、当前温度超出预定范围即自动断开以进行保护的温度保护模块。

作为一种实施方式，温度保护模块为温度开关，优选为双金属片温度控制器或单金属片温度控制器。

作为另一种实施方式，温度保护模块包括温度传感器、连接于温度传感器的用于实时采集温度传感器的感测信号并根据感测信号判断当前温度超出预定范围时断开输入端和输出端之间的电连接的处理器。

具体地，温度保护模块的位置可有如下几种实施方式，温度保护模块串联于输入端与输入电压自适应电路之间（如图2所示）、输入电压自适应电路与隔离电路之间（如图3所示）、隔离电路与常开/常闭电路之间（如图4所示）、常开/常闭电路与开关电路之间（如图5所示）、开关电路与驱动电路之间（如图6所示）、驱动电路与保护电路之间（如图7所示）或保护电路与输出控制端之间（如图8所示）。此外，温度保护模块包括温度传感器及处理器时，上述位置也可作为处理器控制的所述断开的电连接的位置。

请参考图9，作为一种实施方式，输入电压自适应电路包括三极管NPN、稳压二极管D1、电阻R1、电阻R3、电阻R4及电阻R6；

其中，三极管NPN的基极连接于稳压二极管D1的负极及电阻R3的一端，而稳压二极管D1的正极同时连接于电阻R4的一端、电阻R1的一端及输入端Vin-，且电阻R1的另一端连接于输出端Vout-；

三极管NPN的集电极同时连接于电阻R3的另一端、电阻R6的一端及输入端Vin+；

三极管NPN的发射极同时连接于电阻R6的另一端、电阻R4的另一端及输出端Vout+。作为一种优选实施方式，输入电压自适应电路还设有温度保护模块，温度保护模块一端连接于电阻R6的另一端、电阻R4的另一端及三极管NPN的发射极，另一端连接于输出端Vout+。

具体地，在输入稳压二极管D1两端的电压比其额定值定低的情况下，稳压二极管D1反向不能导通，三极管NPN的基极电压为高电压Vin+，三极管NPN导通，电阻R6被短路，实现电路输出电流只受电阻R1控制。而在输入电压高于稳压二极管D1的额定值的情况下，稳压二极管D1反向导通，三极管NPN的基极电压为低，三极管NPN不导通，电阻R6没有被短路，实现电路输出电流受电阻R1和电阻R6共同控制。综上，调节电阻R1的范围可以改变低电压Vout+/Vout-驱动元件的范围，调节电阻R6的范围可以改变高电压Vout+/Vout-驱动元件的范围。本实施方式中，电阻R1及电阻R6的调节为自动实现。

请参考图10，作为另一种实施方式，与上述实施方式不同的是，输入电压自适应电路包括三极管PNP、稳压二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4；

其中，三极管PNP的基极同时连接于稳压二极管D1的正极及电阻R1的一端，电阻R1的另一端同时连接于电阻R2的一端、电阻R4的一端及输入端Vin-，而电阻R4的另一端连接于输出端Vout-；

三极管PNP的集电极同时连接于电阻R2的另一端、电阻R3的一端及输出端Vout+；

三极管PNP的发射极同时连接于稳压二极管D1的负极、电阻R3的另一端及输入端Vin+。作为另一种优选实施方式，输入电压自适应电路还设有温度保护模块，温度保护模块一端同时连接于电阻R2的另一端、电阻R3的一端及三极管PNP的集电极，另一端连接于输出端Vout+。

具体地，在输入稳压二极管D1两端的电压比其额定值低的情况下，稳压二极管D1反向不能导通，三极管PNP的基极电压为低电压Vin-，进而三极管PNP导通，电阻R3被短路，实现电路输出电流只受电阻R4控制。而在输入电压高于稳压二极管D1的额定值的情况下，稳压二极管D1反向导通，三极管NPN的基极电压为高，三极管PNP不导通，电阻R3没有被短路，实现电路输出电流受电阻R3和电阻R4共同控制。综上，调节电阻R4的范围可以改变低电压Vout+/Vout-驱动元件的范围，调节电阻R3的范围可以改变高电压Vout+/Vout-驱动元件的范围。本实施方式中，电阻R1及电阻R6的调节为自动实现。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，及直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本专利保护范围内，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims

1.一种具有温度保护及自适应输入电压功能的固态继电器，该固态继电器设有输入端和输出端，其特征在于，固态继电器还设有串联于所述输入端和输出端之间的继电器控制电路和当前温度超出预定范围即自动断开以进行保护的温度保护模块，所述温度保护模块为温度开关，或者，所述温度保护模块包括温度传感器、连接于温度传感器的用于实时采集温度传感器的感测信号并根据感测信号判断当前温度超出预定范围时断开输入端和输出端之间的电连接的处理器。

2.如权利要求1所述的固态继电器，其特征在于，继电器控制电路包括依次连接的输入端、输入电压自适应电路、隔离电路、常开/常闭电路、开关电路、驱动电路、保护电路及输出控制端，其中，温度保护模块串联于输入端与输入电压自适应电路之间、输入电压自适应电路与隔离电路之间、隔离电路与常开/常闭电路之间、常开/常闭电路与开关电路之间、开关电路与驱动电路之间、驱动电路与保护电路之间或保护电路与输出控制端之间。

3.如权利要求2所述的固态继电器，其特征在于，输入电压自适应电路包括三极管(NPN)、稳压二极管(D1)、电阻(R1)、电阻(R3)、电阻(R4)及电阻(R6)；

4.如权利要求3所述的固态继电器，其特征在于，输入电压自适应电路还设有温度保护模块，温度保护模块一端连接于电阻(R6)的另一端、电阻(R4)的另一端及三极管(NPN)的发射极，另一端连接于输出端(Vout+)。

5.如权利要求2所述的固态继电器，其特征在于，输入电压自适应电路包括三极管(PNP)、稳压二极管(D1)、电阻(R1)、电阻(R2)、电阻(R3)及电阻(R4)；

6.如权利要求5所述的固态继电器，其特征在于，输入电压自适应电路还设有温度保护模块，温度保护模块一端同时连接于电阻(R2)的另一端、电阻(R3)的一端及三极管(PNP)的集电极，另一端连接于输出端(Vout+)。