CN214851177U - 一种耐高温小体积高集成化固体继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐高温小体积高集成化固体继电器，包括底座，底座顶部设有厚膜基板，厚膜基板顶部设有光伏驱动器，厚膜基板顶部设有MOS裸芯片，光伏驱动器和MOS裸芯片之间设有镀金过渡片，光伏驱动器旁侧设有限流电阻，厚膜基板顶部设有镀银过渡片；采用光伏驱动器+MOSFET替代传统的电路，该光伏驱动器最高工作温度可达125℃，短路电流高，可同时驱动多个MOSFET，且接通时间、关断时间都是us级，外部不需快速接通电路，内部高度集成泄放电阻，外部也不需要加速关断电路，该光伏输入工作电流可低至5mA，因此大大降低了固体继电器的功耗问题。

Description

一种耐高温小体积高集成化固体继电器

技术领域

本实用新型涉及继电器技术领域，具体为一种耐高温小体积高集成化固体继电器。

背景技术

继电器作为电子领域里的基础元器件，广泛用于各个控制、通讯等电力电子设备中，近年来，随着半导体技术的发展，固体继电器的发展愈加迅速，尤其是在高可靠性、耐高温、抗干扰、耐冲击等更加恶劣的场合中得到了大量的应用，用于解决传统的电磁继电器寿命短、抗干扰差等缺点。

密封金属固体继电器主要由底座、罩壳、输入电路组件和输出功率组件等组成如图4所示。其工作原理：当输入端加额定输入电压信号时，光伏输出端产生电压，经Q1的发射极加至场效应管V1的驱动电路，驱动场效应管导通，此时继电器处于接通状态，当输入端不加信号时，光伏无输出电压，场效应管不导通，此时继电器处于关断状态。现有的光伏隔离的密封固体继电器电路原理图如图5所示，C1、D2、Q1组成加速接通电路，以减小继电器的接通时间。当输入电压Vi为额定电压时，光伏输出端产生电压，Q1导通，充电电容C1给场效应管V1的栅极充电，加速场效应管导通。Q2、R2组成加速关断电路，当输入电压Vi＝0时，光伏无输出电压，Q2导通，场效应管V1栅源电容通过Q2、R2放电，通过Q2的放大作用加速栅源电容泻放，栅源电压很快下降为零，场效应管截止，继电器关断。D1是输入反极性保护二极管，D3是栅源保护稳压二极管。

传统的光伏隔离固体继电器电路存在以下缺陷：

元器件较多，占用空间较大，很难满足当前科技发展对于固体继电器小型化、高集成化的要求；

当前密封金属封装固体继电器大多数最高工作温度为85℃或者105℃，其最高工作温度主要受内部元器件光伏驱动器的影响，目前市场上的光伏驱动器最高工作温度为105℃，因此光伏隔离的固体继电器很难满足一些应用在高温125℃环境的要求。

基于此，本实用新型设计了一种耐高温小体积高集成化固体继电器，以解决上述提到的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耐高温小体积高集成化固体继电器，采用光伏驱动器+MOSFET替代传统的电路，该光伏驱动器最高工作温度可达125℃，短路电流高，可同时驱动多个MOSFET，且接通时间、关断时间都是us级，外部不需快速接通电路，内部高度集成泄放电阻，外部也不需要加速关断电路，该光伏输入工作电流可低至5mA，因此大大降低了固体继电器的功耗问题，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种耐高温小体积高集成化固体继电器，包括底座，所述底座顶部设有厚膜基板，所述厚膜基板顶部设有光伏驱动器，所述厚膜基板顶部设有MOS裸芯片，所述光伏驱动器和MOS裸芯片之间设有镀金过渡片，所述光伏驱动器旁侧设有限流电阻，所述厚膜基板顶部设有镀银过渡片。

优选的，所述镀金过渡片和MOS裸芯片之间通过键合金丝相连接。

优选的，所述镀银过渡片设有两组，两组所述镀银过渡片分别通过两组键合铝丝与MOS裸芯片相连接。

优选的，所述底座上连接有连接片，所述连接片与厚膜基板相连接。

优选的，所述底座上连接有定位安装杆。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用光伏驱动器+MOSFET替代传统的电路，该光伏驱动器最高工作温度可达125℃，短路电流高，可同时驱动多个MOSFET，且接通时间、关断时间都是us级，外部不需快速接通电路，内部高度集成泄放电阻，外部也不需要加速关断电路，该光伏输入工作电流可低至5mA，因此大大降低了固体继电器的功耗问题，输入功耗可降低至传统密封固体继电器的一半。

2、本实用新型中，密封固体继电器上层印制电路板只需要放置限流电阻、光伏，下层厚膜基板放置MOSFET裸芯片，无需再使用上下两层结构，单层结构完全可以放下，大大减少了元器件的使用数量，整个产品的设计高度缩小至6mm以内，体积大大减小，从而提高空间利用率缩小了体积，隔离方式为光伏隔离，光伏内部高度集成快速泄放电路，且响应时间快。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型俯观结构示意图；

图3为本实用新型电路原理图；

图4为现有继电器结构示意图；

图5为现有继电器电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种耐高温小体积高集成化固体继电器技术方案：包括底座1，所述底座1顶部设有厚膜基板2，所述厚膜基板2顶部设有光伏驱动器3，光伏驱动器3为光伏效应MOSFET驱动器，该光伏内部集成泄放电路，关断时间Toff 20us，接通时间低至50us左右，当给输入侧LED加上驱动电流，输出侧产生足够使MOSFET开通的电压来驱动外部的MOSFET；MOSFET可根据不同功率等级的需求来选择不同的耐压和电流规格，实现产品多样化，所述厚膜基板2顶部设有MOS裸芯片4，所述光伏驱动器3和MOS裸芯片4之间设有镀金过渡片5，所述光伏驱动器3旁侧设有限流电阻11，所述厚膜基板2顶部设有镀银过渡片7。

其中，所述镀金过渡片5和MOS裸芯片4之间通过键合金丝6相连接。

其中，所述镀银过渡片7设有两组，两组所述镀银过渡片7分别通过两组键合铝丝8与MOS裸芯片4相连接。

其中，所述底座1上连接有连接片9，所述连接片9与厚膜基板2相连接；所述底座1上连接有定位安装杆10，便于进行安装。

具体工作原理如下所述：

采用光伏驱动器+MOSFET替代传统的电路，该光伏驱动器最高工作温度可达125℃，短路电流高，可同时驱动多个MOSFET，且接通时间、关断时间都是us级，外部不需快速接通电路，内部高度集成泄放电阻，外部也不需要加速关断电路，该光伏输入工作电流可低至5mA，因此大大降低了固体继电器的功耗问题，输入功耗可降低至传统密封固体继电器的一半。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种耐高温小体积高集成化固体继电器，包括底座(1)，其特征在于：所述底座(1)顶部设有厚膜基板(2)，所述厚膜基板(2)顶部设有光伏驱动器(3)，所述厚膜基板(2)顶部设有MOS裸芯片(4)，所述光伏驱动器(3)和MOS裸芯片(4)之间设有镀金过渡片(5)，所述光伏驱动器(3)旁侧设有限流电阻(11)，所述厚膜基板(2)顶部设有镀银过渡片(7)。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温小体积高集成化固体继电器，其特征在于：所述镀金过渡片(5)和MOS裸芯片(4)之间通过键合金丝(6)相连接。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温小体积高集成化固体继电器，其特征在于：所述镀银过渡片(7)设有两组，两组所述镀银过渡片(7)分别通过两组键合铝丝(8)与MOS裸芯片(4)相连接。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温小体积高集成化固体继电器，其特征在于：所述底座(1)上连接有连接片(9)，所述连接片(9)与厚膜基板(2)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温小体积高集成化固体继电器，其特征在于：所述底座(1)上连接有定位安装杆(10)。

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