專利名稱：一種功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種開關(guān)安全控制線路，尤其涉及一種功率場效應(yīng)管開關(guān) 安全控制線路。
背景技術(shù)：
在自動化設(shè)備/生產(chǎn)線中，小功率直流電機(jī)/電磁閥一般采用24V/12V等電 源電壓等級，這樣的電機(jī)/電磁閥，作為機(jī)械執(zhí)行裝置的驅(qū)動器，往往遠(yuǎn)離上述 在板電源，必需使用一定長度的至少二根電導(dǎo)線(若為三根線，其中之一為保 護(hù)接大地線)傳輸24V/12V。此類電源的開關(guān)/通斷控制，現(xiàn)行方案是選用核 心元器件為直流繼電器或者功率場效應(yīng)管的控制線路。直流繼電器控制線路 通過給繼電器線圈通/斷電，吸合/斷開其上的電氣觸點來通/斷電源；功率場效應(yīng)
管控制線路通過加在絕緣柵電位的高/低，通斷漏/源極之間來通斷電源。上述
方案，在驅(qū)動器未工作時， 一根恒為24V (12V) /0V，另一根為懸置電位即不 構(gòu)成電氣回路而斷電。若恒為24V/12V，則存在電氣安全隱患，因為非零電位 的電導(dǎo)線易出現(xiàn)觸地短路故障。在實際的電氣設(shè)備/生產(chǎn)線中，經(jīng)常出現(xiàn)由此導(dǎo) 致的電源短路故障。如電導(dǎo)線在驅(qū)動器連接處脫落，電導(dǎo)線絕緣層被老鼠等咬 破，特別是設(shè)備/生產(chǎn)線機(jī)械故障維護(hù)時的帶電操作等。如果選用繼電器方案，可 以避免前述問題，即非常容易使帶電位的導(dǎo)線的電位恒為OV，但該方案線路中 的繼電器電觸點動合/動斷時在線路板上產(chǎn)生電火花，這是一個干擾源，有時影 響線路板上嵌入式單片機(jī)控制軟件的正常運(yùn)行，使設(shè)備/生產(chǎn)線的運(yùn)行可靠性降 低；場效應(yīng)管方案雖然沒有干擾源問題，但現(xiàn)有線路都是使帶電位的導(dǎo)線電位 恒為24V/12V,則沒有避免安全隱患。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的是以上的技術(shù)不足，提供一種方便、安全的功率場 效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路。
為克服以上的技術(shù)問題，本實用新型采用如下的技術(shù)方案 一種功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路，主要由電連接的倍壓電路、分壓電 路、光電耦合器、功率場效應(yīng)管及負(fù)載構(gòu)成，線路電源經(jīng)倍壓電路、分壓電路、 光電耦合器連接功率場效應(yīng)管的柵極，在光電偶合器輸出端分壓支路中并聯(lián)一 電容，功率場效應(yīng)管的漏極接線路電源，源極接負(fù)載的一端，負(fù)載的另一端接
電源地，功率場效應(yīng)管的柵極開啟電壓為24 44V。 所述的控制線路中的線路電源的電壓小于50V。 所述的功率場效應(yīng)管的柵極開啟電壓為24V 34V。
作為一種優(yōu)選方案，本實用新型采用的功率場效應(yīng)管的柵極開啟電壓為 29V。
所述的負(fù)載為電機(jī)、電磁閥或離合器。
本實用新型已經(jīng)成功地應(yīng)用在海川冰淇淋機(jī)的配套設(shè)備花邊機(jī)(Color Rainbow)電控制線路之中，該機(jī)共有五臺24V、 35W的直流電機(jī)，其中兩臺(清 洗泵電機(jī)和噴注泵電機(jī))的控制線路選用本實用新型所述的控制線路，另外三 臺由專門的直流調(diào)速電路控制，共同起到提高花邊機(jī)電氣安全系數(shù)作用。
本實用新型所述的功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路既保證了開關(guān)安全控制 線路中沒有干擾源問題，同時也保證了帶電位的導(dǎo)線的電位恒為OV，克服了現(xiàn) 有技術(shù)中存在的安全隱患。


圖1為本實用新型所述的功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路的連接圖。
圖2為本實用新型的應(yīng)用線路圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明
如圖l:VCC為線路電源，Ul為倍壓電路，U2為分壓電路，U3為光電耦
合器，Q為場效應(yīng)管，U4為負(fù)載，Cl為電容。
本實用新型所述的功率場效應(yīng)管安全控制線路，主要由光電耦合器U3、功 率場效應(yīng)管Q、倍壓電路U1、分壓電路U2等構(gòu)成。關(guān)鍵連接點在場效應(yīng)管 Q的漏極D接線路電源Vcc，源極S接負(fù)載U4的懸置電位線，負(fù)載U4的另一 端連接電源地GND。當(dāng)開啟指令發(fā)出，光電耦合器U3反轉(zhuǎn)場效應(yīng)控制柵極G 的電位，導(dǎo)致其漏源極導(dǎo)通，負(fù)載U4得電而運(yùn)行。
實施例
對于24V、 35W的直流電機(jī)的開關(guān)控制線路的示意圖如圖2:線路直流電源 Vccl為24V，負(fù)載為電動機(jī)，其中Q為場效應(yīng)管(型號為IRF510)， M為24V， 25W直流電動機(jī)，U3為光電耦合器(型號為P521)， Cl為l/iF的電容。
本實用新型所述的功率場效應(yīng)管安全控制線路，主要由光電耦合器U3、功 率場效應(yīng)管Q、倍壓電路U1、分壓電路U2等構(gòu)成，倍壓電路U1由脈沖發(fā)生器、 二極管、三極管、電解電容等組成，分壓電路U2由穩(wěn)壓器、三極管、電阻等組 成。場效應(yīng)管的漏極D接線路電源Vccl，源極S接直流電動機(jī)M的一端，直 流電動機(jī)M的另一端連接電源地GND。當(dāng)開啟指令發(fā)出，光電耦合器反轉(zhuǎn)場效 應(yīng)控制柵極G的電位，導(dǎo)致其漏源極導(dǎo)通，驅(qū)動器得電而運(yùn)行。
本實用新型的獨特鮮明之處在將現(xiàn)行驅(qū)動器電源開/關(guān)電路中功率場效應(yīng) 管的位置與驅(qū)動器的位置互相調(diào)換，為此需要解決與之相應(yīng)的二個問題(1) 功率場效應(yīng)管Vgs范圍在士20V之內(nèi)，(2) Vgs (th)開啟電壓不低于2V。在
光電耦合器輸出端分壓支路中并聯(lián)一電容C1，由于場效應(yīng)管的開啟導(dǎo)通時間為
微秒級、甚至納秒級，極大地快于柵極開啟電壓29V的毫秒級的建立時間，因 此以上兩個問題合二為一解決:場效應(yīng)管的柵極開啟電壓必須控制在24V至44V 之間，較好在24V 34V，本實用新型選取為29V。
本實用新型線路中線路電源的電壓一般可以置換為50V以下的交、直流電 壓(如可以為12V或者48V等)，負(fù)載可以分別為電機(jī)、電磁閥或離合器等。
在功率場效應(yīng)管開關(guān)控制線路中，本實用新型出于安全考慮而提出的獨特 方式互換場效應(yīng)管與負(fù)載(驅(qū)動器)在一般線路中的位置，即前者的漏極與 電源邊相連接(直接或間接，如插入一個電阻或二極管等)，源極接負(fù)載的一端， 負(fù)載的另一端與電源地相連接(直接或間接，如本實用新型在花邊機(jī)中的應(yīng)用， 插接了三個并聯(lián)的電阻，用于探測驅(qū)動器是否過載)。該方式可以提高線路的電 氣安全系數(shù)。
盡管本實用新型已作了詳細(xì)說明并引證了實施例，但對于本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員，顯然可以按照上述說明而做出的各種方案、修改和改動，都應(yīng)該包括 在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路，主要由電連接的倍壓電路(U1)、分壓電路(U2)、光電耦合器(U3)、功率場效應(yīng)管(Q)及負(fù)載(U4)構(gòu)成，線路電源(Vcc)經(jīng)倍壓電路、分壓電路、光電耦合器連接功率場效應(yīng)管的柵極G，其特征在于在光電偶合器輸出端分壓支路中并聯(lián)一電容C1，功率場效應(yīng)管的漏極D接線路電源(Vcc)，源極S接負(fù)載(U4)的一端，負(fù)載(U4)的另一端接電源地(GND)，功率場效應(yīng)管(Q)的柵極G開啟電壓為24～44V。
2、 如權(quán)利要求1所述的功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路，其特征在于所 述的控制線路中的線路電源(Vcc)的電壓小于50V。
3、 如權(quán)利要求1所述的功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路，其特征在于所 述的功率場效應(yīng)管(Q)的柵極G開啟電壓為24 34V。
4、 如權(quán)利要求3所述的功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路，其特征在于所 述的功率場效應(yīng)管(Q)的柵極G開啟電壓為29V。
5、 如權(quán)利要求1所述的功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路，其特征在于所 述的負(fù)載(U4)為電機(jī)、電磁閥或離合器。
專利摘要本實用新型公開了一種功率場效應(yīng)管開關(guān)安全控制線路，主要由電連接的倍壓電路、分壓電路、光電耦合器、功率場效應(yīng)管及負(fù)載構(gòu)成，線路電源經(jīng)倍壓電路、分壓電路、光電耦合器連接功率場效應(yīng)管的柵極，在光電偶合器輸出端分壓支路中并聯(lián)一電容，功率場效應(yīng)管的漏極接線路電源，源極接負(fù)載的一端，負(fù)載的另一端接電源地，功率場效應(yīng)管的柵極開啟電壓為24～44V。本實用新型既保證了開關(guān)安全控制線路中沒有干擾源問題，同時也保證了帶電位的導(dǎo)線的電位恒為0V，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的安全隱患。
文檔編號H03K17/687GK201185411SQ200820093500
公開日2009年1月21日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者何唯平, 羅國清 申請人:深圳市海川實業(yè)股份有限公司;深圳海川食品科技有限公司;上海啟鵬化工有限公司;河源海川科技有限公司