一種帶自分斷的固態(tài)繼電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及繼電器領(lǐng)域，具體涉及一種當固態(tài)開關(guān)的半導體功率器件出現(xiàn)短路失效時、能夠強制分斷負載輸出的帶自分斷的固態(tài)繼電器。
【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)繼電器(Solid State Relay,簡稱SSR)，是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點開關(guān)。用隔離器件實現(xiàn)了控制端與負載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅(qū)動大電流負載。
[0003]固態(tài)繼電器的輸出電路是在觸發(fā)信號的控制下，實現(xiàn)固態(tài)繼電器的通斷切換。輸出電路主要由輸出器件和起瞬態(tài)抑制作用的吸收回路組成，有時還包括反饋電路。目前，大部分固態(tài)繼電器使用的輸出器件為半導體功率器件，主要有晶體三極管(Transistor)、單向可控娃(Silicon Controlled Rectifier，簡稱SCR)、雙向可控娃、M0S場效應(yīng)管(Metal-0xide-Semiconductor Field-EfTect-Transistor，簡稱 M0SFET)、絕緣棚■型雙極晶體管(IGBT)等。這些半導體功率器件的特點是工作時會發(fā)熱，需要散熱裝置，并且對浪涌電壓和浪涌電流的承受力較弱。
[0004]固態(tài)繼電器失效的主要形式就是輸出短路(即去除控制信號后，輸出不能切斷)，這對于一些應(yīng)用場合是不允許的，固態(tài)繼電器輸出短路失效有可能造成災(zāi)難性后果(如嬰兒床加熱等)。造成固態(tài)繼電器輸出短路失效的因素很多，如散熱不佳過熱損壞、機械應(yīng)力、過流燒毀、過壓擊穿等。因此，很多應(yīng)用在使用固態(tài)繼電器時也會采取一些防護措施，如在輸出回路串聯(lián)斷路器或過流保護開關(guān)，也出現(xiàn)了一些智能固態(tài)繼電器，提供故障報警，過溫保護功能等，但對于固態(tài)繼電器輸出短路后的切斷一般由人工手動完成。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有的固態(tài)繼電器僅能在輸出短路時報警不能自動切斷電路。固態(tài)繼電器遇到故障發(fā)出報警到手動切斷電路之間有時間間隔，可能會造成災(zāi)難性的后果。本實用新型提出了一種帶自分斷的固態(tài)繼電器，能夠檢測輸出端固態(tài)開關(guān)的短路失效，并自動切斷負載輸出和提供報警信號輸出，實現(xiàn)高可靠應(yīng)用。
[0006]本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種帶自分斷的固態(tài)繼電器，它包括邏輯控制電路、開關(guān)檢測電路、固態(tài)開關(guān)電路和自分斷電路，邏輯控制電路一端分別與開關(guān)檢測電路的輸出端、固態(tài)開關(guān)電路的輸入端和自分斷電路的輸入端電性連接，邏輯控制電路的第一端口接于固態(tài)繼電器控制信號輸入端，固態(tài)開關(guān)電路的輸入端連接于邏輯控制電路的第二端口，固態(tài)開關(guān)電路的兩個輸出端分別連接相電壓輸入端和相電壓輸出端，固態(tài)開關(guān)電路用于根據(jù)邏輯控制電路第二端口輸入的信號來對兩個輸出端之間的開關(guān)通道進行通斷切換，固態(tài)開關(guān)電路的兩個輸出端與相電壓輸入端和相電壓輸出端之間分別是第一電流通道和第二電流通道，開關(guān)檢測電路的兩個輸入端分別連接到該第一電流通道和第二電流通道上，開關(guān)檢測電路的輸出端接邏輯控制電路的第三端口，開關(guān)檢測電路用于檢測固態(tài)開關(guān)電路的開關(guān)通道的通斷狀態(tài)并傳輸給邏輯控制電路，自分斷電路包括開關(guān)電路、短接開關(guān)電路和熔斷器件，開關(guān)電路輸出端連接短接開關(guān)電路的開關(guān)控制端，該熔斷器件串接在該第一電流通道或第二電流通道上，該短接開關(guān)電路并聯(lián)在熔斷器件的電流流向之后與接地端，該開關(guān)電路的輸入端接邏輯控制電路的第四端口，該自分斷電路用于根據(jù)邏輯控制電路第四端口輸入的信號來對短接開關(guān)電路的短接與否進行控制。
[0008]進一步的，短接開關(guān)電路包括可控開關(guān)器件，可控開關(guān)器件的控制端接開關(guān)電路的輸出端，可控開關(guān)器件的第一端和第二端分別連接于熔斷器件的電流流向之后與接地端。
[0009]更進一步的，可控開關(guān)器件為單向可控硅、雙向可控硅或電磁繼電器。
[0010]進一步的，開關(guān)電路為光電耦合器開關(guān)電路或三極管開關(guān)電路。
[0011]進一步的，自分斷電路包括光電耦合器P3、電阻R4、電阻RL、熔斷器F1和單向可控硅Q1，熔斷器F1串接在該第二電流通道上；光電耦合器P3的輸入端連接于邏輯控制電路的第四端口，光電親合器P3的第一輸出端經(jīng)電阻R4接固態(tài)開關(guān)電路的第一輸出端，光電親合器P3的第二輸出端接單向可控硅Q1的控制極；單向可控硅Q1的陰極接地端，單向可控硅Q1的陽極經(jīng)電阻RL接相電壓輸出端。
[0012]進一步的，開關(guān)檢測電路為光電耦合器開關(guān)電路或三極管開關(guān)電路。
[0013]更進一步的，光電耦合器開關(guān)檢測電路包括光電耦合器P1、二極管D1和電阻R1，光電耦合器P1的輸入端正極經(jīng)二極管D1和電阻R1連接于第二電流通道，二極管D1的負極接于光電親合器P1的輸入端正極，光電親合器P1的輸入端負極接于第一電流通道，光電耦合器P1的輸出端連接于邏輯控制電路的第三端口。
[0014]進一步的，固態(tài)開關(guān)電路包括光電耦合器P2、電阻R2、雙向可控硅T1和電阻R3，光電耦合器P2的輸入端連接于邏輯控制電路的第二端口 ；光電耦合器P2的第一輸出端經(jīng)電阻R2連接于雙向可控硅T1的第一端口，光電耦合器P2的第二輸出端連接于雙向可控硅T1的柵極，雙向可控硅T1的柵極和第二端口之間串聯(lián)電阻R3，雙向可控硅T1的第一端口和第二端口分別連接相電壓輸入端和相電壓輸出端。
[0015]進一步的，還包括報警電路，報警電路與邏輯控制電路連接。
[0016]本實用新型公開了一種帶自分斷的固態(tài)繼電器，能夠在固態(tài)繼電器輸出功率部件發(fā)生短路失效時，自動檢測和識別這種失效，并能夠自動分斷固態(tài)繼電器的輸出，從而防止災(zāi)難性后果的發(fā)生。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例一的原理圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例二的原理圖；
[0019]圖3是本實用新型實施例三的原理圖；
[0020]圖4是本實用新型實施例四的原理圖；
[0021]圖5是本實用新型實施例五的原理圖。
【具體實施方式】
[0022]為進一步說明各實施例，本實用新型提供有附圖。這些附圖為本實用新型揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說明實施例，并可配合說明書的相關(guān)描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實施方式以及本實用新型的優(yōu)點。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。
[0023]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0024]參閱圖1至圖5所示本實用新型提出一種帶自分斷的固態(tài)繼電器，它包括邏輯控制電路2、開關(guān)檢測電路3、固態(tài)開關(guān)電路4和自分斷電路5，邏輯控制電路2 —端分別與開關(guān)檢測電路3的輸出端、固態(tài)開關(guān)電路4的輸入端和自分斷電路5的輸入端電性連接，邏輯控制電路2的第一端口接于固態(tài)繼電器控制信號輸入端，固態(tài)開關(guān)電路4的輸入端連接于邏輯控制電路2的第二端口，固態(tài)開關(guān)電路4的兩個輸出端分別連接相電壓輸入端TL和相電壓輸出端0UT，固態(tài)開關(guān)電路4用于根據(jù)邏輯控制電路2第二端口輸入的信號來對其兩個輸出端之間的開關(guān)通道進行通斷切換，固態(tài)開關(guān)電路4的兩個輸出端與相電壓輸入端TL和相電壓輸出端OUT之間分別是第一電流通道和第二電流通道，開關(guān)檢測電路3的兩個輸入端分別連接到該第一電流通道和第二電流通道上，開關(guān)檢測電路3的輸出端接邏輯控制電路2的第三端口，開關(guān)檢測電路3用于檢測固態(tài)開關(guān)電路4的開關(guān)通道的通斷狀態(tài)并傳輸給邏輯控制電路2，自分斷電路5包括開關(guān)電路、短接開關(guān)電路和熔斷器件，開關(guān)電路輸出端連接短接開關(guān)電路的開關(guān)控制端，該熔斷器件串接在該第一電流通道或第二電流通道上，該短接開關(guān)電路并聯(lián)在熔斷器件的電流流向之后與接地端，該開關(guān)電路的輸入端接邏輯控制電路2的第四端口，該自分斷電路5用于根據(jù)邏輯控制電路第四端口輸入的信號來對短接開關(guān)電路的短接與否進行控制。
[0025]自分斷電路5中的短接開關(guān)電路包括可控開關(guān)器