一种带自分断的固态继电器制造技术

本发明专利技术涉及继电器领域，具体涉及一种当固态开关的半导体功率器件出现短路失效时、能够强制分断负载输出的带自分断固态继电器。它包括逻辑控制电路、开关检测电路、固态开关电路和自分断电路，逻辑控制电路的控制方法为：逻辑控制电路接收到控制信号后控制固态开关电路输出端导通，开关检测电路关断；逻辑控制电路没有接收到控制信号，则固态开关电路输出端断开，开关检测电路导通；逻辑控制电路没有接收到控制信号，而开关检测电路关断，逻辑控制电路控制自分断电路断开。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及继电器领域，具体涉及一种当固态开关的半导体功率器件出现短路失效时、能够强制分断负载输出的带自分断固态继电器。
技术介绍
固态继电器(Solid State Relay,简称SSR)，是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下，实现固态继电器的通断切换。输出电路主要由输出器件和起瞬态抑制作用的吸收回路组成，有时还包括反馈电路。目前，大部分固态继电器使用的输出器件为半导体功率器件，主要有晶体三极管(Transistor)、单向可控娃(Silicon Controlled Rectifier，简称SCR)、双向可控娃、MOS场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EfTect-Transistor，简称 M0SFET)、绝缘棚■型双极晶体管(IGBT)等。这些半导体功率器件的特点是工作时会发热，需要散热装置，并且对浪涌电压和浪涌电流的承受力较弱。固态继电器失效的主要形式就是输出短路(即去除控制信号后，输出不能切断)，这对于一些应用场合是不允许的，固态继电器输出短路失效有可能造成灾难性后果(如婴儿床加热等)。造成固态继电器输出短路失效的因素很多，如散热不佳过热损坏、机械应力、过流烧毁、过压击穿等。因此，很多应用在使用固态继电器时也会采取一些防护措施，如在输出回路串联断路器或过流保护开关，也出现了一些智能固态继电器，提供故障报警，过温保护功能等，但对于固态继电器输出短路后的切断一般由人工手动完成。
技术实现思路
针对现有的固态继电器仅能在输出短路时报警不能自动切断电路。固态继电器遇到故障发出报警到手动切断电路之间有时间间隔，可能会造成灾难性的后果。本专利技术提出了一种带自分断的固态继电器，能够检测输出端固态开关的短路失效，并自动切断负载输出和提供报警信号输出，实现高可靠应用。本专利技术采用如下技术方案: 一种带自分断的固态继电器，它包括逻辑控制电路、开关检测电路、固态开关电路和自分断电路，逻辑控制电路一端分别与开关检测电路的输出端、固态开关电路的输入端和自分断电路的输入端电性连接，逻辑控制电路的第一端口接于固态继电器控制信号输入端，固态开关电路的输入端连接于逻辑控制电路的第二端口，固态开关电路的两个输出端分别连接相电压输入端和相电压输出端，固态开关电路用于根据逻辑控制电路第二端口输入的信号来对两个输出端之间的开关通道进行通断切换，固态开关电路的两个输出端与相电压输入端和相电压输出端之间分别是第一电流通道和第二电流通道，开关检测电路的两个输入端分别连接到该第一电流通道和第二电流通道上，开关检测电路的输出端接逻辑控制电路的第三端口，开关检测电路用于检测固态开关电路的开关通道的通断状态并传输给逻辑控制电路，自分断电路包括开关电路、短接开关电路和熔断器件，开关电路输出端连接短接开关电路的开关控制端，该熔断器件串接在该第一电流通道或第二电流通道上，该短接开关电路并联在熔断器件的电流流向之后与接地端，该开关电路的输入端接逻辑控制电路的第四端口，该自分断电路用于根据逻辑控制电路第四端口输入的信号来对短接开关电路的短接与否进行控制。进一步的，逻辑控制电路的控制方法为:逻辑控制电路接收到控制信号后控制固态开关电路输出端导通，开关检测电路关断；逻辑控制电路没有接收到控制信号，则固态开关电路输出端断开，开关检测电路导通；逻辑控制电路没有接收到控制信号，而开关检测电路关断，逻辑控制电路控制自分断电路断开。进一步的，短接开关电路包括可控开关器件，可控开关器件的控制端接开关电路的输出端，可控开关器件的第一端和第二端分别连接于熔断器件的电流流向之后与接地端。更进一步的，可控开关器件为单向可控硅、双向可控硅或电磁继电器。进一步的，开关电路为光电耦合器开关电路或三极管开关电路。进一步的，自分断电路包括光电耦合器P3、电阻R4、电阻RL、熔断器Fl和单向可控硅Q1，熔断器Fl串接在该第二电流通道上；光电耦合器P3的输入端连接于逻辑控制电路的第四端口，光电親合器P3的第一输出端经电阻R4接固态开关电路的第一输出端，光电親合器P3的第二输出端接单向可控硅Ql的控制极；单向可控硅Ql的阴极接地端，单向可控硅Ql的阳极经电阻RL接相电压输出端。进一步的，开关检测电路为光电耦合器开关电路或三极管开关电路。更进一步的，光电耦合器开关检测电路包括光电耦合器Pl、二极管Dl和电阻Rl，光电耦合器Pl的输入端正极经二极管Dl和电阻Rl连接于第二电流通道，二极管Dl的负极接于光电親合器Pl的输入端正极，光电親合器Pl的输入端负极接于第一电流通道，光电耦合器Pl的输出端连接于逻辑控制电路的第三端口。进一步的，固态开关电路包括光电耦合器P2、电阻R2、双向可控硅Tl和电阻R3，光电耦合器P2的输入端连接于逻辑控制电路的第二端口 ；光电耦合器P2的第一输出端经电阻R2连接于双向可控硅Tl的第一端口，光电耦合器P2的第二输出端连接于双向可控硅Tl的栅极，双向可控硅Tl的栅极和第二端口之间串联电阻R3，双向可控硅Tl的第一端口和第二端口分别连接相电压输入端和相电压输出端。进一步的，还包括报警电路，报警电路与逻辑控制电路连接。本专利技术公开了一种带自分断的固态继电器，能够在固态继电器输出功率部件发生短路失效时，自动检测和识别这种失效，并能够自动分断固态继电器的输出，从而防止灾难性后果的发生。【附图说明】图1是本专利技术实施例一的原理图； 图2是本专利技术实施例二的原理图； 图3是本专利技术实施例三的原理图； 图4是本专利技术实施例四的原理图； 图5是本专利技术实施例五的原理图。【具体实施方式】为进一步说明各实施例，本专利技术提供有附图。这些附图为本专利技术揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本专利技术的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。现结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进一步说明。参阅图1至图5所示本专利技术提出一种带自分断的固态继电器，它包括逻辑控制电路2、开关检测电路3、固态开关电路4和自分断电路5，逻辑控制电路2 —端分别与开关检测电路3的输出端、固态开关电路4的输入端和自分断电路5的输入端电性连接，逻辑控制电路2的第一端口接于固态继电器控制信号输入端，固态开关电路4的输入端连接于逻辑控制电路2的第二端口，固态开关电路4的两个输出端分别连接相电压输入端TL和相电压输出端0UT，固态开关电路4用于根据逻辑控制电路2第二端口输入的信号来对其两个输出端之间的开关通道进行通断切换，固态开关电路4的两个输出端与相电压输入端TL和相电压输出端OUT之间分别是第一电流通道和第二电流通道，开关检测电路3的两个输入端分别连接到该第一电流通道和第二电流通道上，开关检测电路3的输出端接逻辑控制电路2的第三端口，开关检测电路3用于检测固态开关电路4的开关通道的通断状态并传输给逻辑控制电路2，自分断电路5包括开关电路、短接开关电路和熔断器件，开关电路输出端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带自分断的固态继电器，其特征在于：它包括逻辑控制电路、开关检测电路、固态开关电路和自分断电路，所述逻辑控制电路一端分别与开关检测电路的输出端、固态开关电路的输入端和自分断电路的输入端电性连接，逻辑控制电路的第一端口接于固态继电器控制信号输入端，固态开关电路的输入端连接于逻辑控制电路的第二端口，固态开关电路的两个输出端分别连接相电压输入端和相电压输出端，固态开关电路用于根据逻辑控制电路第二端口输入的信号来对两个输出端之间的开关通道进行通断切换，固态开关电路的两个输出端与相电压输入端和相电压输出端之间分别是第一电流通道和第二电流通道，所述开关检测电路的两个输入端分别连接到该第一电流通道和第二电流通道上，开关检测电路的输出端接逻辑控制电路的第三端口，开关检测电路用于检测固态开关电路的开关通道的通断状态并传输给逻辑控制电路，所述自分断电路包括开关电路、短接开关电路和熔断器件，开关电路输出端连接短接开关电路的开关控制端，该熔断器件串接在该第一电流通道或第二电流通道上，该短接开关电路并联在熔断器件的电流流向之后与接地端，该开关电路的输入端接逻辑控制电路的第四端口，该自分断电路用于根据逻辑控制电路第四端口输入的信号来对短接开关电路的短接与否进行控制。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾志铭，金峻，杨建涛，
申请(专利权)人：库顿电子科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35