一种交流固态继电器制造技术

本发明专利技术涉及固态继电器技术领域，特别地涉及一种具有短路保护的交流固态继电器。本发明专利技术公开了一种交流固态继电器，包括用于串联在负载回路的输出开关电路，所述输出开关电路包括二功率开关管、带短路保护的驱动电路和短路检测电路，所述功率开关管为IGBT管或MOS管，二功率开关管反向串联，串联后的两端作为该交流固态继电器的两输出端，所述驱动电路由电源电路供电，所述驱动电路的输入端接控制信号，根据控制信号相应地控制二功率开关管的通断，所述驱动电路同时通过短路检测电路检测负载是否短路，若是短路，则控制二功率开关管断开。本发明专利技术具有短路保护功能，安全性和可靠性高，使用寿命长。

An AC solid state relay

The invention relates to the technical field of solid state relay, in particular to an AC solid state relay with short circuit protection. The invention discloses an AC solid state relay, including an output switching circuit for series connection in a load circuit. The output switching circuit includes a two-power switch tube, a drive circuit with short circuit protection and a short circuit detection circuit. The power switch tube is an IGBT or MOS tube, and the two-power switch tube is in reverse series after series connection. The two terminals serve as the two output terminals of the AC solid-state relay. The driving circuit is powered by a power supply circuit. The input terminal of the driving circuit is connected with a control signal to control the switching on and off of the two power switches accordingly according to the control signal. The driving circuit detects whether the load is short-circuited or not by a short-circuiting detection circuit, if it is short-circuited. The two power switch tube is disconnected. The invention has short circuit protection function, high safety and reliability, and long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种交流固态继电器
本专利技术属于固态继电器
，具体地涉及一种具有短路保护的交流固态继电器。
技术介绍
一般交流固态继电器由光耦和可控硅及其它电子元器件组成，如公开专利：CN205986812U，这种电路实现简单，成本低廉，广泛应用于电机控制、加热控制等场合。然而在实际的应用中，经常出现负载短路的现象，特别是加热控制场合。一旦负载发生短路，则整个回路会产生极大的短路电流，如果此时固态继电器无法自我关断保护，将导致固态继电器因过流而损坏，使得设备需停机维修，导致使用成本高。而可控硅是被动关断器件，一旦可控硅被光耦触发导通，它只有在回路电流为零时才能关断。导致当负载短路发生时，即使系统能检测到短路现象，及时去掉固态继电器的控制信号，往往也无法及时关断固态继电器：在可控硅关断(电流到达过零点)前，短路电流已经大到足以把可控硅等器件烧毁。因此，这种采用可控硅做的固态继电器是无法实现可靠的负载短路保护的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有短路保护的交流固态继电器用以解决上述存在的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种交流固态继电器，包括用于串联在负载回路的输出开关电路，所述输出开关电路包括二功率开关管、带短路保护的驱动电路和短路检测电路，所述功率开关管为IGBT管或MOS管，二功率开关管反向串联，串联后的两端作为该交流固态继电器的两输出端，所述驱动电路由电源电路供电，所述驱动电路的输入端接控制信号，根据控制信号相应地控制二功率开关管的通断，所述驱动电路同时通过短路检测电路检测负载是否短路，若是短路，则控制二功率开关管断开。进一步的，所述二功率开关管为IGBT管T1和T2，所述驱动电路由两个带短路保护的IGBT驱动芯片IC1和IC2组成，IGBT驱动芯片IC1和IC2分别驱动IGBT管T1和T2。更进一步的，所述IGBT驱动芯片IC1和IC2的型号均为IX2127，所述IGBT驱动芯片IC1的H0脚串联电阻接IGBT管T1的门极，所述IGBT驱动芯片IC2的H0脚串联电阻接IGBT管T2的门极，所述IGBT管T1和T2的发射极相互连接，所述IGBT管T1和T2的集电极分别作为该交流固态继电器的两输出端，用于串接在负载回路中。更进一步的，所述短路检测电路由分压电路来实现，所述分压电路用于检测该交流固态继电器的两输出端的电压，所述分压电路的输出端分别与IGBT驱动芯片IC1和IC2的CS脚连接，IGBT驱动芯片IC1和IC2通过CS脚输入的电压高低来判断负载是否短路。更进一步的，所述分压电路包括二极管D3、二极管D5、电阻R1、电阻R4、电阻R6、电阻R8、电阻R2和电阻R9，所述电阻R1的第一端正向串联二极管D3接IGBT管T1的集电极，所述电阻R1的第二端依次串联电阻R4和R5接信号地，所述电阻R1和R4之间的节点接IGBT驱动芯片IC1的CS脚，所述电阻R8的第一端正向串联二极管D5接IGBT管T2的集电极，所述电阻R8的第二端依次串联电阻R6和R5接信号地，所述电阻R8和R6之间的节点接IGBT驱动芯片IC2的CS脚,所述的电阻R2的第一端接二极管D3的正极，电阻R2的第二端接IGBT驱动芯片IC1的HO脚，所述的电阻R9第一端接二极管D5的正极，电阻R9的第二端接IGBT驱动芯片IC2的HO脚。进一步的，还包括计时电路，所述计时电路用于在驱动电路检测到负载短路时开始计时，在预设的计时周期结束后输出使能信号给驱动电路驱动二功率开关管导通。更进一步的，所述计时电路采用型号为MC14541B的定时器IC3来实现。进一步的，还包括光耦隔离电路，所述光耦隔离电路的输入端接控制信号，所述光耦隔离电路的第一输出端接计时电路的使能信号输出端，所述光耦隔离电路的第二输出端接驱动电路的输入端。进一步的，所述电源电路为隔离式DC/DC电源电路。进一步的，还包括电阻R15和电容C8，所述电阻R15和电容C8串联后接在该交流固态继电器的两输出端之间。本专利技术的有益技术效果：本专利技术采用两个IGBT或MOS管反串联替代常用的可控硅，采用两个带短路保护的驱动芯片分别驱动两个IGBT或MOS管，利用IGBT或MOS管可以主动关断的特性，实现负载短路保护的功能，可靠性高，使用寿命长，且采用计时电路进行定期检测负载短路故障是否消失，以便在负载短路故障消失后，自动恢复正常工作状态，使用便捷，提高用户体验感。本专利技术电路结构简单，易于实现，成本较低。附图说明图1为本专利技术具体实施例的电源电路的电路原理图；图2为本专利技术具体实施例的驱动电路和短路检测电路的电路原理图；图3为本专利技术具体实施例的光耦隔离电路的电路原理图；图4为本专利技术具体实施例的计时电路的电路原理图。具体实施方式现结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。一种交流固态继电器，包括用于串联在负载回路的输出开关电路、光耦隔离电路、电源电路和计时电路，所述输出开关电路包括二功率开关管、带短路保护的驱动电路和短路检测电路，所述功率开关管为IGBT管或MOS管，自身集成了二极管，二功率开关管反向串联，串联后的两端作为该交流固态继电器的两输出端用于串接在负载回路中，所述电源电路为驱动电路供电，控制信号通过光耦隔离电路隔离传输给驱动电路，驱动电路根据控制信号相应地控制二功率开关管的通断，所述驱动电路同时通过短路检测电路检测负载是否短路，若是短路，则控制二功率开关管断开。计时电路用于在驱动电路检测到负载短路时开始计时，在预设的计时周期结束后输出使能信号给驱动电路驱动二功率开关管导通。如果此时负载的短路故障已经去除，则该交流固体继电器将开始正常工作；反之，如果此时负载仍然处于短路故障中，驱动电路通过短路检测电路再次检测负载短路，再次控制二功率开关管断开，计时电路开始新的计时，直到一个新的计时周期结束，再次输出使能信号给驱动电路驱动二功率开关管导通，如此循环。如图2所示，本具体实施例中，功率开关管优选为IGBT管，即IGBT管T1和T2，自身集成了二极管，IGBT管T1和T2的发射极相互连接，IGBT管T1和T2的发射极之间的节点串联电阻R5接信号地，IGBT管T1和T2的集电极分别作为该交流固态继电器的两输出端1和2，用于串接在负载回路中，当然，在其它实施中，功率开关管也可以是MOS管，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。如图2所示，本具体实施例中，所述驱动电路由两个带短路保护的IGBT驱动芯片IC1和IC2组成，所述IGBT驱动芯片IC1和IC2的型号均为IX2127，所述IGBT驱动芯片IC1的H0脚串联电阻R3接IGBT管T1的门极，所述IGBT驱动芯片IC2的H0脚串联电阻R7接IGBT管T2的门极，IGBT管T1的门极与发射极之间接有稳压二极管D6，对IGBT管T1进行保护，所述IGBT管T2的门极与发射极之间接有稳压二极管D7，对IGBT管T2进行保护，当然，在其它实施例中，IGBT驱动芯片IC1和IC2也可以采用其它带短路保护的IGBT驱动芯片，此是本领域技术人员可以轻易实现的，不再细说。本具体实施例中，所述短路检测电路由分压电路来实现，所述分压电路用于检测该交流固态继电器的两输出端1和2的电压，所述分压电路的输出端分别与IGBT驱动芯片IC1和IC2的CS脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流固态继电器，包括用于串联在负载回路的输出开关电路，其特征在于：所述输出开关电路包括二功率开关管、带短路保护的驱动电路和短路检测电路，所述功率开关管为IGBT管或MOS管，二功率开关管反向串联，串联后的两端作为该交流固态继电器的两输出端，所述驱动电路由电源电路供电，所述驱动电路的输入端接控制信号，根据控制信号相应地控制二功率开关管的通断，所述驱动电路同时通过短路检测电路检测负载是否短路，若是短路，则控制二功率开关管断开。

【技术特征摘要】
1.一种交流固态继电器，包括用于串联在负载回路的输出开关电路，其特征在于：所述输出开关电路包括二功率开关管、带短路保护的驱动电路和短路检测电路，所述功率开关管为IGBT管或MOS管，二功率开关管反向串联，串联后的两端作为该交流固态继电器的两输出端，所述驱动电路由电源电路供电，所述驱动电路的输入端接控制信号，根据控制信号相应地控制二功率开关管的通断，所述驱动电路同时通过短路检测电路检测负载是否短路，若是短路，则控制二功率开关管断开。2.根据权利要求1所述的交流固态继电器，其特征在于：所述二功率开关管为IGBT管T1和T2，所述驱动电路由两个带短路保护的IGBT驱动芯片IC1和IC2组成，IGBT驱动芯片IC1和IC2分别驱动IGBT管T1和T2。3.根据权利要求2所述的交流固态继电器，其特征在于：所述IGBT驱动芯片IC1和IC2的型号均为IX2127，所述IGBT驱动芯片IC1的H0脚串联电阻接IGBT管T1的门极，所述IGBT驱动芯片IC2的H0脚串联电阻接IGBT管T2的门极，所述IGBT管T1和T2的发射极相互连接，所述IGBT管T1和T2的集电极分别作为该交流固态继电器的两输出端，用于串接在负载回路中。4.根据权利要求3所述的交流固态继电器，其特征在于：所述短路检测电路由分压电路来实现，所述分压电路用于检测该交流固态继电器的两输出端的电压，所述分压电路的输出端分别与IGBT驱动芯片IC1和IC2的CS脚连接，IGBT驱动芯片IC1和IC2通过CS脚输入的电压高低来判断负载是否短路。5.根据权利要求4所述的交流固态继电器，其特征在于：所述分压电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：林育超，
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