專利名稱：一種改進(jìn)的固態(tài)繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及對(duì)固態(tài)繼電器的輸入電路改進(jìn)技術(shù)。
固態(tài)繼電器是一種無(wú)觸點(diǎn)通斷電子開關(guān)，當(dāng)施加輸入信號(hào)后其主回路呈導(dǎo)通狀態(tài)，無(wú)信號(hào)時(shí)呈阻斷狀態(tài)，它利用分立器件和集成器件及微電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了控制回路(輸入端)與負(fù)載回路(輸出端)之間的電隔離及訊號(hào)耦合，沒(méi)有任何可動(dòng)件或觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了具有相當(dāng)于電磁繼電器一樣的功能。現(xiàn)有技術(shù)中的固態(tài)繼電器(簡(jiǎn)稱為固態(tài)繼電器A，下同)至少由三部分組成輸入電路、驅(qū)動(dòng)電路、輸出電路。固態(tài)繼電器A的結(jié)構(gòu)參數(shù)可參見(jiàn)北京市半導(dǎo)體器件十一廠《固體繼電器產(chǎn)品手冊(cè)》?，F(xiàn)在生產(chǎn)的固態(tài)繼電器A(直流固態(tài)繼電器或交流固態(tài)繼電器)的輸入端都是使用直流電壓(直流電流)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，且極性不能接反。
本實(shí)用新型的目的是為了克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種改進(jìn)的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器，可以使用交流或直流信號(hào)驅(qū)動(dòng)，在使用直流信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)輸入端沒(méi)有極性區(qū)分，在使用交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)僅需外接一個(gè)濾波電容器。
本實(shí)用新型是是這樣實(shí)現(xiàn)的，在原固態(tài)繼電器A中的輸入電路部分中設(shè)置含有由四個(gè)晶體二極管(D1、D2、D3、D4)組成的橋式整流器，并且有外接濾波電容器的接線端子(x、y)。
本實(shí)用新型的上述的固態(tài)繼電器中還可以同時(shí)或部分含有以下元器件上述的橋式整流器的輸出端并聯(lián)有晶體穩(wěn)壓二極管D5。
上述的輸入電路部分中含有串聯(lián)在輸入回路中的電阻器R2。
上述的輸入電路部分中含有串聯(lián)在輸入回路中的電容器C1。
上述的輸入電路部分中還含有串聯(lián)在輸入回路中的與電容器C1串聯(lián)的電阻器R1。
在具體對(duì)原固態(tài)繼電器A的輸入電路部分進(jìn)行擴(kuò)充時(shí)，可以將部分常用的外圍配合元器件集成入固態(tài)繼電器內(nèi)部，增強(qiáng)固態(tài)繼電器使用時(shí)的方便靈活性。而原固態(tài)繼電器A的其它各部分不變。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的描述

圖1為本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)電路原理圖；圖2為本實(shí)用新型的改進(jìn)結(jié)構(gòu)電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型的改進(jìn)結(jié)構(gòu)電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型的改進(jìn)結(jié)構(gòu)電路原理圖圖5為本實(shí)用新型的改進(jìn)結(jié)構(gòu)電路原理圖；圖6為本實(shí)用新型的改進(jìn)結(jié)構(gòu)電路原理圖。
本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)如附圖1所示。在固態(tài)繼電器的殼體內(nèi)增裝入由四個(gè)晶體二極管(D1、D2、D3、D4)組成的橋式整流電路；整流橋的正負(fù)兩個(gè)端點(diǎn)接到原固態(tài)繼電器A的輸入端p點(diǎn)和q點(diǎn)，并且引出殼體作為外接電容器的接線端子x和端子y；整流橋的另兩端引出殼體作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入的接線端子b和端子c，這樣構(gòu)成本實(shí)用新型的固態(tài)繼電器的基本結(jié)構(gòu)。由于整流橋的整流和外接電容器(Cx)的濾波，從端子b和端子c輸入的交流驅(qū)動(dòng)信號(hào)已經(jīng)改變?yōu)橹绷餍盘?hào)，加在原固態(tài)繼電器A的輸入端，所以原固態(tài)繼電器A能正常工作。在由直流信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以不使用外接電容器，并且此時(shí)信號(hào)輸入端子b和端子c沒(méi)有正負(fù)極性分別。顯然也可以由端子x和端子y引入直流驅(qū)動(dòng)信號(hào)，即按照原固態(tài)繼電器A的情況工作。
外接濾波電容器(Cx)可按如下原則選擇。濾波的時(shí)間常數(shù)應(yīng)足夠大，至少應(yīng)為交流信號(hào)周期的數(shù)倍。對(duì)于不同的型號(hào)規(guī)格，原固態(tài)繼電器p點(diǎn)和q點(diǎn)之間的輸入電阻約為數(shù)百歐至數(shù)千歐，當(dāng)用于工頻(50赫或60赫)信號(hào)時(shí)，所需配用的濾波電容器的容量約為數(shù)十至數(shù)百微法，考濾到體積及成本因素，以選用電解電容器為好。但目前電解電容器壽命相對(duì)較短，且耐熱性差，故外接濾波電容器(Cx)不宜也組裝到固態(tài)繼電器的殼內(nèi)。
對(duì)附圖1所示的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器的基本結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)一步改進(jìn)。以下對(duì)幾種進(jìn)一步改進(jìn)附圖1所示的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器進(jìn)行說(shuō)明。
附圖2所示的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器是對(duì)附圖1所示的基本結(jié)構(gòu)上增加一晶體穩(wěn)壓二極管D5，并聯(lián)在整流橋的正負(fù)兩端，即原固態(tài)繼電器的輸入端p點(diǎn)和q點(diǎn)。在輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓較高且內(nèi)阻較大時(shí)，穩(wěn)壓二極管D5能改善p點(diǎn)和q點(diǎn)之間的電壓穩(wěn)定情況，并且對(duì)原固態(tài)繼電器A的輸入部分電路起到保護(hù)作用。
附圖3所示的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器是對(duì)附圖2所示的基礎(chǔ)上增加一電阻器R2，其一端與整流橋的一個(gè)輸入端(與驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端c相聯(lián)的一端)相聯(lián)，另一端引出殼體作為端子d。在由端子b和端子d間輸入交流或直流驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，電阻器R2可以分降去一部分電壓，因而可以拓寬固態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)輸入電壓范圍，使之可以直接應(yīng)用在較高的驅(qū)動(dòng)電壓的條件下。
附圖4所示的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器是對(duì)附圖1所示的基本結(jié)構(gòu)上增加一電容器C1，其一端與整流橋的一個(gè)輸入端(與驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端b相聯(lián)的一端)相聯(lián)，另一端引出殼體作為端子a。在由端子a和端子c間輸入交流驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，電容器C1降去部分電壓，因而拓寬固態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)輸入電壓范圍，使之可以直接應(yīng)用在較高的驅(qū)動(dòng)電壓的條件下。與使用電阻器降壓相比較，使用電容器降壓的優(yōu)點(diǎn)是在工作時(shí)電容器幾乎不產(chǎn)生熱量。
附圖5所示的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器是對(duì)附圖4所示的基礎(chǔ)上再增加一電阻器R1，與電容器C1相串連。電阻器R1的主要作用是穩(wěn)定固態(tài)繼電器的輸入回路的工作狀況，消除有可能發(fā)生的由寄生參數(shù)引起的振蕩；其另一作用是在電容器C1擊穿后發(fā)熱燒斷，使故障不致擴(kuò)大，從而起到保護(hù)作用。
附圖6所示是一種用途廣泛的改進(jìn)后交直流驅(qū)的動(dòng)固態(tài)繼電器的結(jié)構(gòu)電路原理圖，增加有附圖2至附圖5中的穩(wěn)壓二極管D5、電容器C1，電阻器R1，電阻器R2。在輸入的驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓較高且內(nèi)阻較大時(shí)，穩(wěn)壓二極管D5用于改善p點(diǎn)和q點(diǎn)之間的電壓穩(wěn)定情況，并且起過(guò)壓保護(hù)作用。穩(wěn)壓二極管D5的穩(wěn)壓范圍在3V至30V，在能保證對(duì)原固態(tài)繼電器可靠驅(qū)動(dòng)的條件下，應(yīng)選用較低的穩(wěn)定電壓。電容器C1可以分降去一部分驅(qū)動(dòng)電壓，拓寬固態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)輸入電壓范圍。電容器C1的選用應(yīng)與驅(qū)動(dòng)電壓及其頻率相適應(yīng)，常在零點(diǎn)幾微法至數(shù)十微法之間，例如對(duì)于工頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)，電壓為220V時(shí)可用2.2微法，電壓為380V時(shí)可用1.5微法。電阻器R1的主要作用是穩(wěn)定固態(tài)繼電器的輸入回路的工作狀況，消除有可能發(fā)生的由寄生參數(shù)引起的振蕩；其另一作用是在電容器C1擊穿后發(fā)熱燒斷，使故障不致擴(kuò)大。電阻器R1的取值為數(shù)十歐至數(shù)百歐。電阻器R2可以分降去一部分交流或直流驅(qū)動(dòng)電壓，或取代電阻器R1而與電容器C1相配合使用。電阻器R2的取值為數(shù)十歐至數(shù)百千歐。對(duì)應(yīng)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，改進(jìn)后的固態(tài)繼電器可以直接使用相當(dāng)高電壓(220V或380V)的工頻交流電信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
改進(jìn)后的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器具有如下優(yōu)點(diǎn)1.交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器可以使用交流或直流信號(hào)驅(qū)動(dòng)，在使用直流信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)輸入端沒(méi)有極性區(qū)分，在使用交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)僅需外接一個(gè)濾波電容器。這種改進(jìn)簡(jiǎn)化了固態(tài)繼電器的接線，尤其在使用交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)，減少了輔助元器件，方便了固態(tài)繼電器的應(yīng)用。
2.適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器拓寬了驅(qū)動(dòng)輸入電壓的范圍，可以直接使用220V或380V的工頻交流電信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得這種固態(tài)繼電器在使用中如同交流接觸器一樣方便。
附圖6所示的交直流驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器是更為完善的改進(jìn)，增加有以上附圖2至附圖5中的穩(wěn)壓二極管D5、電容器C1，電阻器R1，電阻器R2。這種固態(tài)繼電器同時(shí)具有上述的各種功能，使用時(shí)更為靈活方便。
權(quán)利要求1.一種固態(tài)繼電器，其特征是固態(tài)繼電器中的輸入電路部分中含有由D1、D2、D3、D4四個(gè)晶體二極管組成的橋式整流器，并且有外接濾波電容器的接線端子x、y。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)繼電器，其特征在于，所述的橋式整流器的輸出端并聯(lián)有晶體穩(wěn)壓二極管D5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)繼電器，其特征在于，所述的輸入電路部分中含有串聯(lián)在輸入回路中的電阻器R2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)繼電器，其特征在于，所述的輸入電路部分中含有串聯(lián)在輸入回路中的電容器C1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)繼電器，其特征在于，所述的輸入電路部分中還含有串聯(lián)在輸入回路中的與電容器C1串聯(lián)的電阻器R1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)繼電器，其特征在于，所述的橋式整流器的輸出端并聯(lián)有晶體穩(wěn)壓二極管D5；所述的輸入電路部分中含有串聯(lián)在輸入回路中的電阻器R2；所述的輸入電路部分中含有串聯(lián)在輸入回路中的電容器C1；所述的輸入電路部分中還含有串聯(lián)在輸入回路中的與電容器C1串聯(lián)的電阻器R1。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的固態(tài)繼電器。本實(shí)用新型在固態(tài)繼電器的殼體內(nèi)裝入有橋式整流電路,穩(wěn)壓及降壓元器件,且有外接濾波電容器的接線端子。這種固態(tài)繼電器既可以使用直流信號(hào)驅(qū)動(dòng)、也可以使用交流信號(hào)驅(qū)動(dòng),且能直接使用相當(dāng)高電壓(220V或380V)的工頻交流電信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)H03K17/00GK2379971SQ9921700
公開日2000年5月24日 申請(qǐng)日期1999年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月20日
發(fā)明者張麗華, 覃志萍, 吳偉, 殷玲玲 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司北京化工研究院