CN2882122Y - 陶瓷封装光－mos固体继电器 - Google Patents

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李文兵
屈建江
刘瑞生
王淑华
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Abstract

本实用新型公开了一种一路或多路陶瓷封装的光－MOS固体继电器。本系列光－MOS固体继电器由垂直光伏耦合隔离结构输入，采用一只增强型功率场效应管芯片或两只增强型功率场效应管芯片共源极的常开输出形式构成，或者采用一只耗尽型功率场效应管芯片或两只耗尽型功率场效应管芯片共源极的常闭输出形式构成。所述陶瓷外壳和电路基片采用导体定位方式，发光器件置于上方陶瓷架板上，受光器件置于管壳下底面，垂直光照，保证光伏阵列的最佳受光效果。同时产品的输入、输出电路从结构上实现了物理隔离。本装置具有体积小、导通电阻低、导通时输出呈线性电阻、输出电流大、功耗低、动作速度块、可实现常开或常闭输出、温度适应性能好的特点。

Description

陶瓷封装光-MOS固体继电器
技术领域
本实用新型涉及一种一路或多路输出的陶瓷封装的光-MOS固体继电器。
背景技术
由于数字化、多媒体、微电子、光电子与电力电子技术的发展，相应的整机与系统，如各种通信和网络交换设备，遥控、遥测系统，光通信及其传输系统等处理的信息要求越来越大，速度越来越快，环境适应性要求越来越严格，这就要求上述设备及其系统选用的元件满足工作频率高、开关速度快、接通率高、功耗低、可靠性高，以及良好的环境适应性能等需求。固体继电器被广泛应用于军事、工农业中，它的集成化、微型化和性能的提升，对数字化、多媒体、网络、通信、遥控等发展起着重要的作用。但传统的固体继电器难以满足上述要求，在这种情况下，具有高集成、小体积、速度快、功耗低、可靠性高、环境使用性更强的陶瓷封装的光-MOS固体继电器应运而生。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种陶瓷封装光-MOS固体继电器，以解决陶瓷封装的一路或多路光-MOS固体继电器的降低功耗、减小体积、适应环境性能强的问题。
本实用新型所述的一种陶瓷封装光-MOS固件继电器，它包括：陶瓷外壳、盖板、发光二极管组件、光伏元件、驱动和输出部分的电路基板；所述发光二极管组件与光伏元件采用垂直光伏耦合隔离的位置关系固定于陶瓷外壳内，连接于光伏元件的场效应管芯片采用一只增强型功率场效应管芯片或两只增强型功率场效应管芯片共源极的常开输出形式，或者采用一只耗尽型功率场效应管芯片或两只耗尽型功率场效应管芯片共源极的常闭输出结构。
根据上述的一种陶瓷封装光-MOS固件继电器，所述固体继电路的外接引脚是陶瓷封装的双列直插式结构，其内部电路采用上下层结构，外壳的内底面作为驱动和输出部分的基板，与壳体为一体结构，功率器件直接安装在内底板上，上层为输入电路基板，输入电路的发光二极管光辐表面与下层驱动电路的光伏芯片的受光表面呈面对面的空间垂直对应结构。
根据上述的一种陶瓷封装光-MOS固件继电器，陶瓷外壳与电路连接采用陶瓷多层布线结构，壳体内腔暴露的金属化层仅为芯片下电极连接点和芯片上电极键合点。
本实用新型与传统的MOS固体继电器相比具有优点和积极效果如下：
1、本系列光-MOS固体继电器由垂直光伏耦合隔离结构输入，采用一只增强型功率场效应管芯片或两只增强型功率场效应管芯片共源极的常开输出形式构成，或者采用一只耗尽型功率场效应管芯片或两只耗尽型功率场效应管芯片共源极的常闭输出形式构成。所述陶瓷外壳和电路基片采用导体定位方式，发光器件置于上方陶瓷架板上，受光器件置于管壳下底面，垂直光照，保证光伏阵列的最佳受光效果。同时产品的输入、输出电路从结构上实现了物理隔离。
2、产品采用散热效果较好的陶瓷外壳，电路连接采用陶瓷多层布线技术，管壳内腔暴露的金属化层仅为芯片下电极连接点和芯片上电极键合点。管壳的内底面作为驱动和输出部分的电路基板，使之与壳体为一体结构，有利于产品的热量直接通过外壳底面逸散。
3、本系列具有体积小、导通电阻低、导通时输出呈线性电阻、输出电流大、功耗低、动作速度块、可实现常开或常闭输出、温度适应性能好的特点。
附图说明
图1是本实用新型的一只增强型功率场效应管常开输出电路原理图。
图2是本实用新型的两只增强型功率场效应管常开输出电路原理图。
图3是本实用新型的一只耗尽型功率场效应管常闭输出电路原理图。
图4是本实用新型的两只耗尽型功率场效应管常闭输出电路原理图。
图5是本实用新型的直流配置的接线图。
图6是本实用新型的双向配置的接线图。
图7是本实用新型的发光二极管组件的内部结构图。
图8是图7的A-A剖视图。
图9是图7的B-B剖视图。
图10是图7的C-C剖视图。
图11是本实用新型的立体结构图。
具体实施方式
本实用新型所述的系列光-MOS固体继电器的电路原理参见图1至图4，图中发光二极管LED串接在电流源上构成输入回路，当输入回路有电流流过，发光二极管发光，光伏二极管阵列集成电路受光后产生电压，由于光伏二极管阵列是串联连接，总开路输出电压等于光伏二极管数量与单只光伏二极管的开路电压的乘积。输出功率场效应管是单向控制器件，正向使用时，可通过栅极控制导通和关断；反向使用时，呈现二极管正向特性，无法控制关断。因此采用两只反向串联的电路形式，即将两只功率场效应管的源极和栅极分别连接在一起，两只功率场效应管的漏极做输出，实现双向控制。这样连接在施加输出电压时，无论极性如何，总有一只功率场效应管处于正向状态，有控制通断作用。
本实用新型的两种配置的接线图参见图5、图6。
本系列光-MOS固体继电器内部结构见图7至图10，由于该产品体积很小，内部电路采用上下双层结构。管壳的内底面作为驱动和输出部分的电路基板，与壳体为一体结构。功率器件直接安装在内底板上，有利于热量直接通过外壳底面逸散。上层为输入电路基板，输入电路的发光二极管(芯片)光辐射表面与下层驱动电路的光伏芯片的受光表面呈面对面的空间垂直对应。这种结构可使光伏阵列最大效率地吸收红外发光二极管发出的光，产生较高的输出电压，从而为MOSFET提供足够的驱动。同时产品的输入、输出电路从结构上实现了物理隔离。在图7至图11中，发光二极管芯片1及发光二极管组件2位于外壳3内的上层，光伏阵列芯片6、场效应管芯片4、5和电路芯座7位于外壳3内的下层，外壳上口部盖有盖板8。输入电路的发光二极管(芯片)1光辐射表面与下层驱动电路的光伏芯片6的受光表面呈面对面的空间垂直对应。

Claims (3)

1、一种陶瓷封装光-MOS固件继电器，其特征在于它包括：陶瓷外壳、盖板、发光二极管组件、光伏元件、驱动和输出部分的电路基板；所述发光二极管组件与光伏元件采用垂直光伏耦合隔离的位置关系固定于陶瓷外壳内，连接于光伏元件的场效应管芯片采用一只增强型功率场效应管芯片或两只增强型功率场效应管芯片共源极的常开输出形式，或者采用一只耗尽型功率场效应管芯片或两只耗尽型功率场效应管芯片共源极的常闭输出结构。
2、根据权利要求1所述的一种陶瓷封装光-MOS固件继电器，其特征在于：所述固体继电路的外接引脚是陶瓷封装的双列直插式结构，其内部电路采用上下层结构，外壳的内底面作为驱动和输出部分的基板，与壳体为一体结构，功率器件直接安装在内底板上，上层为输入电路基板，输入电路的发光二极管光辐表面与下层驱动电路的光伏芯片的受光表面呈面对面的空间垂直对应结构。
3、根据权利要求1所述的一种陶瓷封装光-MOS固件继电器，其特征在于：陶瓷外壳与电路连接采用陶瓷多层布线结构，壳体内腔暴露的金属化层仅为芯片下电极连接点和芯片上电极键合点。
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