CN219980805U - 一种采用pcb模块的密封固体继电器 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种采用PCB模块的密封固体继电器，底座和分布在底座上的用来与原有的机械电磁式结构的线圈引出、动静触点引出的位置相匹配的若干个引出脚；其特征在于：还包括用来替换原有的机械电磁式结构的PCB板、三极管和MOS芯片；MOS芯片和三极管贴装在PCB板上，三极管的基极和集电极与外部的控制信号相连接，从而能够通过三极管所接入的控制信号来控制负载与电源信号之间的通断；MOS芯片的输入控制连接端、负载连接端、电源连接端和三极管分别与固定在PCB板上的对应的引出脚连接，以通过引出脚连接外部电子元件。采用该结构后，能够消除现有技术采用电磁式继电器所存在的弊端，达到提高产品性能及可靠性、提升产品寿命、提高生产效率。

Description

一种采用PCB模块的密封固体继电器

技术领域

本申请涉及继电器技术领域。更具体地，涉及一种采用PCB模块的密封固体继电器及电子设备。

背景技术

汽车继电器是针对汽车应用所设计的，在汽车电子装置的电子技术领域中，只要涉及电路转换的应用场合，都可能会用到汽车继电器。汽车继电器是在输入端施加规格的电信号(电压)，其输出端接通和断开被控制电路的一种开关。随着对汽车乘驾中舒适性、娱乐性要求的不断提高，有限空间内的车载电子设备需求日益增加，从而对大电流、小体积PCB式继电器的需求也将会较大幅度的增加。

现有技术的PCB式继电器，由于仅有常开触点，没有常闭触点，无法应用于需要转换型触点的场合，产品的应用范围受限。

另一种现有技术的PCB式继电器，即转换型继电器，设置有常开触点与常闭触点，适用于需要转换型触点的场合。静簧部分通过静簧支座固定常开静簧部分、常闭静簧部分，形成静触点间的间隙。而静触点间的间隙是决定产品触点间隙的重要指标；同时，静簧部分往往也影响外壳的高度，最终决定了产品的整体高度。

与双常开型继电器相比，生产转换型继电器则需要重新设计、开模，成本较高。为了降低开发成本，可沿用双常开型继电器的部分配件，如磁路部分、动簧部分的衔铁、静簧部分的静簧支座、外壳等。但当需要增大静触点间的间隙时，常闭静簧部分必然被抬高，则将与原规格的外壳的透气孔沉台形成干涉，进而需要增加外壳的高度，牺牲小型化性能，且无法沿用双常开型继电器的外壳，导致成本上升。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种采用PCB模块的密封固体继电器，通过结构改进，能够消除现有技术采用电磁式继电器所存在的弊端，达到提高产品可靠性、简化结构、降低成本、提高生产效率的目的。

本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用PCB模块的密封固体继电器，包括：底座和分布在底座上的用来与原有的机械电磁式结构的线圈引出、动静触点引出的位置相匹配的若干个引出脚；其特征在于：还包括用来替换原有的机械电磁式结构的PCB板、三极管和MOS芯片；MOS芯片和三极管贴装在PCB板上，MOS芯片设有用来与三极管的发射极连接的输入控制连接端、用来与负载连接的负载连接端和用来与电源信号连接的电源连接端，三极管的基极和集电极与外部的控制信号相连接，从而能够通过三极管所接入的控制信号来控制负载与电源信号之间的通断；MOS芯片的输入控制连接端、负载连接端、电源连接端和三极管分别与固定在PCB板上的对应的引出脚连接，以通过引出脚连接外部电子元件。

通过以上技术方案，本发明采用智能高边功率MOS芯片来代替机械电磁式结构，并三极管导通而控制电源供电连接端与负载连接端的导通，大大提高了产品的可靠性。

优选地，三极管的基极和集电极与固定在PCB板上的对应的引出脚之间还装有贴片电阻、贴片电容和贴片二极管；其中四个贴片二极管组成全桥整流桥电路，两个贴片电容组成滤波防静电电路，三个电阻组成分压电路。

优选地，引出脚为长条片型结构，引出脚的一端与PCB板相固定，并组成带引出脚的PCB板组件；MOS芯片贴装在PCB板的正面，在PCB板上还设有第一通孔；引出脚的一端向端外凸伸有焊脚，引出脚的焊脚从PCB板的背面穿入PCB板的第一通孔并呈过盈配合状态，且在PCB板的正面，通过焊接使焊脚和第一通孔相固定。

优选地，第一通孔为圆形。

通过以上技术方案，采用了在PCB板上开圆孔(即第一通孔为圆形)，引出脚与PCB板开孔过盈配合通过自动插针机压装到PCB板上，压装保证了引出脚与PCB板的垂直度和装配精度要求。

优选地，MOS芯片还设有与外部的控制信号相连接的故障检测端，MOS芯片的故障检测端与固定在PCB板上的对应的引出脚相连接，且MOS芯片的故障检测端与固定在PCB板上的对应的引出脚之间还设置有贴片电阻和贴片电容；其中三个贴片电阻和一个贴片电容组成稳压电路，一个贴片电阻作为检测电阻。

优选地，引出脚的一端还向端外凸伸设有用来顶在PCB板的背面的第一凸台；引出脚的另一端设有方便于插入外部电子元件的倒斜角结构，以实现导向和装配插入便利的作用。

优选地，底座还包括：上盖和下底；上盖与下底紧密配合并将PCB板及其贴装的原件包容在上盖和下底所围城的空间内；上盖的内部设有向内凸出的限位扣。

通过以上技术方案，保证了在插拔方向上底座对引出脚的限位作用，防止因焊接强度不够而引出脚被拔出；引出脚一端的端部中间开孔，可以用作模具的导头定位孔，大大减少了产品带料的宽度，从而减少落料工序的废料，节省了成本。

优选地，PCB板的侧面设有用来让位于上盖的限位扣经过的让位槽。

优选地，还包括外壳；外壳的底部为矩形，其顶部设置有散热鳍片。

优选地，外壳的内侧壁与上盖的内侧壁之间还设有用来防止错装的凹凸结构。

通过以上技术方案，外壳可以为PCB板提供保护，避免因冲撞损坏PCB板，同时由于设置有散热鳍片，也可以为PCB板提供良好的散热条件，延长使用寿命。

通过以上技术方案，可以实现对MOS芯片的故障检测。

本申请的有益效果如下：

本申请技术方案通过电路硬件设计和智能高边功率MOS芯片保护策略设计，实现输出过载、短路保护、负载开闭等逻辑控制，能够消除现有技术采用电磁式继电器所存在的弊端，达到提高产品性能及可靠性、提升产品寿命、提高生产效率。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本申请的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。

图1是根据本申请实施例的一种采用PCB模块的密封固体继电器的电路图；

图2是根据本申请实施例的一种采用PCB模块的密封固体继电器的结构分解图；

图3是根据本申请实施例的一种采用PCB模块的密封固体继电器的引出脚的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的一种采用PCB模块的密封固体继电器的PCB的结构示意图；

图5是根据本申请实施例的一种采用PCB模块的密封固体继电器的外壳的结构示意图；

图6是根据本申请实施例的一种采用PCB模块的密封固体继电器的上盖的结构示意图。

图中各编号的含义：

CR1、第一双向稳压二极管；CR2、第二双向稳压二极管；C1、第一电容组件；C2、第二电容组件；C3、第三电容组件；C4、第四电容组件；C5、第五电容组件；C6、第六电容组件；R1、第一电阻器；R2、第二电阻器；R3、第三电阻器；R4、第四电阻器；R5、第五电阻器；R6、第六电阻器；R7、第七电阻器；R8、第八电阻器；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；U1、MOS芯片；Q1、三极管；A、底座；1、外壳；2、上盖；3、下底；4、引出脚；5、PCB板；6、第一通孔；7、让位槽；8、限位扣；9、卡扣；10、散热鳍片；11、凹槽；12、凹凸结构；31、焊脚；32、第一凸台；33、倒斜角结构。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本申请的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本申请的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本申请的范围由所附权利要求来限定。

本申请提出了一种采用PCB模块的密封固体继电器，图1示出了根据本申请实施例的一种采用PCB模块的密封固体继电器的电路图，如图1所示，电源供电连接端、输入控制信号连接端、负载连接端、二极管、三极管Q1、MOS芯片U1；MOS芯片U1的输入端与三极管的发射极相连，输出端与负载连接端相连；电源供电连接端与MOS芯片U1的供电端连接；二极管与输入控制信号连接端形成全桥整流桥电路，输入控制信号连接端与三极管连接；

MOS芯片U1响应于三极管Q1导通而控制电源供电连接端与负载连接端的导通。

进一步地，如图1所示的电路在实际使用过程中具体情况如下：电源供电连接端与MOS芯片U1的供电端连接，MOS芯片U1的输出端与负载连接端相连，当MOS芯片U1导通时，电源供电连接端与负载连接端形成通路，负载连接端所连接的负载工作。如图1所示，电源供电段与MOS芯片U1之间依次设置了第一双向稳压二极管CR1、第一电容组件C1和第二电容组件C2，以实现稳定电压、滤除杂波的功能及保护MOS芯片U1和负载连接端所连接负载的效果。

同时，MOS芯片U1与负载连接端之间也依次设置了第二双向稳压二极管CR2和第五电容组件C5，其主要目的是为了防止在电路接同时若负载连接端产生较大反向电动势时，MOS芯片U1因此而受损；这一点从MOS芯片中还设置有一肖特基二极管可以看出。

输入控制信号端存在接口J1-A和J1-B，接口J1-A和J1-B与第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管组成全桥整流桥电路，从而实现正、负控制信号输入，此外如图1所示，接口J1-A和接口J1-B之间还设置有第一电阻器R1，起到检测作用；接口J1-A与第二二极管D2之间还依次设置有第三电容器C3和第二电阻器R2，设置第三电容器C3的目的在于从而滤除杂波起到静电保护作用，设置第二电阻器R2的目的在于限流，防止电流过大；接口J1-B和第四二极管D4之间还依次设置有第三电阻器R3，其中第三电阻器R3所起作用与第二电阻器R2相同。

以接口J1-A接地为例，接口J1-A为低电平、接口J1-B为高电平，此时第一二极管D1和第三二极管D3导通，第二二极管D2和第四二极管D4不导通，从而三极管Q1的集电极电压高于基极电压，三极管Q1截止，使得MOS芯片U1截止，负载连接端与电源供电连接端开路，负载不工作。

具体地，MOS芯片U1还设置有引脚IS用于故障检测，结合图1所示，引脚IS与接口J1-B连接，其上依次设置有第四电容组件C4、第五电阻器R5、第六电阻器R6和第七电阻器R7、第八电阻器R8。

通过以上设置，第五电阻器R5起到限流作用，第六电阻器R6和第八电阻器R8起到稳定电压、保护MOS芯片U1的作用，第七电阻器R7主要是作为检测电阻而设置。

如图2-6所示，本申请一种采用PCB模块的密封固体继电器，包括底座A和分布在底座A上的用来与原有的机械电磁式结构的线圈引出、动静触点引出的位置相匹配的若干个引出脚3；其特征在于：还包括用来替换原有的机械电磁式结构的PCB板4、三极管Q1和MOS芯片U1；MOS芯片和三极管贴装在PCB板4上，MOS芯片U1设有用来与三极管Q1的发射极连接的输入控制连接端、用来与负载连接的负载连接端和用来与电源信号连接的电源连接端，三极管Q1的基极和集电极与外部的控制信号相连接，从而能够通过三极管Q1所接入的控制信号来控制负载与电源信号之间的通断；MOS芯片U1的输入控制连接端、负载连接端、电源连接端和三极管Q1分别与固定在PCB板5上的对应的引出脚4连接，以通过引出脚4连接外部电子元件。

在一个具体的实施例中，引出脚4为长条片型结构，引出脚4的一端与所述PCB板5相固定，并组成带引出脚4的PCB板5组件；所述MOS芯片U1贴装在PCB板5的正面，在PCB板5上还设有第一通孔6；所述引出脚4的一端向端外凸伸有焊脚31，所述引出脚4的焊脚31从PCB板5的背面穿入PCB板5的第一通孔6并呈过盈配合状态，且在PCB板5的正面，通过焊接使引出脚4的焊脚31和第一通孔6相固定并实现与PCB板5的印刷电路相连通。装配时，引出脚4的焊脚31与PCB板5的第一通孔6过盈配合，通过压装机将引出脚4压入PCB板5，PCB板5涂上锡膏，并通过贴电子元件机器按电路设计要求贴上电容、电阻、MOS芯片U1并过回流焊机完成PCB板5与电子元器件，引出脚4的自动焊接，带引出脚4的PCB板5组件。

在一个具体的实施例中，所述第一通孔6为圆形。

在一个具体的实施例中，所述引出脚4的一端还向端外凸伸设有用来顶在PCB板5的背面的第一凸台32，在与PCB板5的装配过程中起到Z方向的限位作用，引出脚4的焊脚31有两个，第一凸台32处在两个焊脚31之间；所述引出脚4的另一端设有方便于插入外部电子元件的倒斜角结构33，以实现导向和装配插入便利的作用。

在一个具体的实施例中，底座A还包括：上盖2和下底3；上盖2与下底3紧密配合并将PCB板5及其贴装的原件包容在上盖2和下底3所围成的空间内；上盖2的内部设有向内凸出的限位扣8。

在一个具体的实施例中，上盖2外表面还设置有向外凸出的卡扣9。

PCB板5的侧面设有用来让位于上盖2的限位扣8经过的让位槽7。

在一个具体的实施例中，包括外壳1；外壳1的底部为矩形，其顶部设置有散热鳍片11。

外壳1的内侧壁与上盖2的内侧壁之间还设有用来防止错装的凹凸结构12。

在一个具体的实施例中，外壳1的内侧壁上还开设有与上盖2外表面的卡扣9相配合的凹槽12。从而是的外壳可以与上盖2紧密扣合，对设置于底座A中的PCB板5起保护作用。

显然，本领域技术人员在不偏离本申请的精神和范围的情况下可以作出对本申请的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本申请的权利要求及其等同形式的范围内，则本申请还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。

Claims (10)

1.一种采用PCB模块的密封固体继电器，包括底座和分布在底座上的用来与原有的机械电磁式结构的线圈引出、动静触点引出的位置相匹配的若干个引出脚；其特征在于：还包括用来替换原有的机械电磁式结构的PCB板、三极管和MOS芯片；所述MOS芯片和三极管贴装在PCB板上，MOS芯片设有用来与三极管的发射极连接的输入控制连接端、用来与负载连接的负载连接端和用来与电源信号连接的电源连接端，三极管的基极和集电极与外部的控制信号相连接，从而能够通过三极管所接入的控制信号来控制负载与电源信号之间的通断；所述MOS芯片的输入控制连接端、负载连接端、电源连接端和所述三极管分别与固定在PCB板上的对应的引出脚连接，以通过引出脚连接外部电子元件。

2.根据权利要求1所述的一种采用PCB模块的密封固体继电器，其特征在于：所述三极管的基极和集电极与所述固定在PCB板上的对应的引出脚之间还装有贴片电阻、贴片电容和贴片二极管；其中四个贴片二极管组成全桥整流桥电路，两个贴片电容组成滤波防静电电路，三个电阻组成分压电路。

3.根据权利要求1所述的一种采用PCB模块的密封固体继电器，其特征在于所述引出脚为长条片型结构，引出脚的一端与所述PCB板相固定，并组成带引出脚的PCB板组件；所述MOS芯片贴装在PCB板的正面，在PCB板上还设有第一通孔；所述引出脚的一端向端外凸伸有焊脚，所述引出脚的焊脚从PCB板的背面穿入PCB板的第一通孔并呈过盈配合状态，且在PCB板的正面，通过焊接使焊脚和第一通孔相固定。

4.根据权利要求3所述的一种采用PCB模块的密封固体继电器，其特征在于：所述第一通孔为圆形。

5.根据权利要求1所述的一种采用PCB模块的密封固体继电器，其特征在于，所述MOS芯片还设有与外部的控制信号相连接的故障检测端，所述MOS芯片的故障检测端与固定在所述PCB板上的对应的引出脚相连接，且所述MOS芯片的故障检测端与所述固定在PCB板上的对应的引出脚之间还设置有贴片电阻和贴片电容；其中三个贴片电阻和一个贴片电容组成稳压电路，一个贴片电阻作为检测电阻。

6.根据权利要求3所述的一种采用PCB模块的密封固体继电器，其特征在于，所述引出脚的一端还向端外凸伸设有用来顶在PCB板的背面的第一凸台；所述引出脚的另一端设有方便于插入外部电子元件的倒斜角结构，以实现导向和装配插入便利的作用。

7.根据权利要求6所述的一种采用PCB模块的密封固体继电器，其特征在于，所述底座还包括：上盖和下底；所述上盖与下底紧密配合并将所述PCB板及其贴装的原件包容在上盖和下底所围成的空间内；所述上盖的内部设有向内凸出的限位扣。

8.根据权利要求7所述的一种采用PCB模块的密封固体继电器，其特征在于，所述PCB板的侧面设有用来让位于所述上盖的限位扣经过的让位槽。

9.根据权利要求8所述的一种采用PCB模块的密封固体继电器，其特征在于，还包括外壳；所述外壳的底部为矩形，其顶部设置有散热鳍片。

10.根据权利要求9所述的一种采用PCB模块的密封固体继电器，其特征在于，所述外壳的内侧壁与上盖的内侧壁之间还设有用来防止错装的凹凸结构。