一种具有漏电保护的单相交流固态继电器电路制造技术

本发明专利技术涉及一种具有漏电保护的单相交流固态继电器电路。本发明专利技术电路包括光隔式单相交流TRIAC驱动电路、单相漏电测控保护电路。具体包括光耦IC1、逆阻型晶闸管VT1、双向晶闸管VT2、剩余电流传感器SC1、偏压二极管D1、右正向二极管D2、右负向二极管D3、左正向二极管D4、左负向二极管D5、驱动电容C1、保护电容C2、滤波电容C3、限流电阻R1、左驱动电阻R2、右驱动电阻R3、门极电阻R4、保护电阻R5、转换电阻R6、滤波电阻R7、分压电阻R8等。本发明专利技术能完全地满足对单相交流固态继电器电路中的漏电故障进行可靠的实时保护要求。该电路简单、成本低、可靠性高、通用性好，易于产品化。

A Single Phase AC Solid State Relay Circuit with Leakage Protection

The invention relates to a single-phase AC solid-state relay circuit with leakage protection. The circuit of the invention comprises a light-isolated single-phase AC TRIAC driving circuit and a single-phase leakage measurement, control and protection circuit. Specifically, it includes photocoupler IC1, reverse resistance thyristor VT1, bidirectional thyristor VT2, residual current sensor SC1, bias diode D1, right forward diode D2, right negative diode D3, left forward diode D4, left negative diode D5, drive capacitance C1, protection capacitance C2, filter capacitance C3, current limiting resistance R1, left drive resistance R2, right drive resistance R3, gate resistance R4, protection resistance R5. Transfer resistance R6, filter resistance R7, divider resistance R8, etc. The invention can completely satisfy the requirement of reliable real-time protection for leakage fault in single-phase AC solid-state relay circuit. The circuit is simple, low cost, high reliability, good versatility and easy to produce.

【技术实现步骤摘要】
一种具有漏电保护的单相交流固态继电器电路
本专利技术属于工业测控领域，涉及一种电路，特别涉及一种具有漏电保护的单相交流固态继电器电路，适用于需要对漏电进行保护的交流供电或驱动电路中的无触点开关控制的应用场合。
技术介绍
无触点式固态继电器由于其具有无机械触点、响应迅速、寿命长等优点而得到日益广泛的应用。尤其是在交流供电与驱动电路中，对漏电保护的要求越来越高，当发生交流漏电时要求能及时进行安全保护从而避免发生人身安全事故，对保护动作的实时性要求高。但目前以双向晶闸管(TRIAC)为功率控制器件的单相交流固态继电器对漏电故障尚缺乏具有可靠的自我保护功能的产品。因此，如何设计一种能对单相交流漏电进行及时、可靠的保护，且电路简单、易于产品化的单相交流固态继电器方案，是本专利技术的出发点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种具有漏电保护的单相交流固态继电器电路。该电路由隔式单相交流TRIAC驱动电路、单相漏电测控保护电路组成，其核心是以一只双向晶闸管(TRIAC)为功率控制器件，配置剩余电流传感器，并以逆阻型晶闸管为保护控制器件，该电路在发生漏电故障时能可靠进行关断保护。本专利技术电路包括光隔式单相交流TRIAC驱动电路、单相漏电测控保护电路。光隔式单相交流TRIAC驱动电路包括光耦IC1、双向晶闸管VT2、偏压二极管D1、驱动电容C1、保护电容C2、限流电阻R1、左驱动电阻R2、右驱动电阻R3、门极电阻R4、保护电阻R5、负载Load，正驱动端IN+端与限流电阻R1的一端连接，限流电阻R1的另一端与偏压二极管D1的阳极、逆阻型晶闸管VT1的阳极连接，偏压二极管D1的阴极与光耦IC1发光侧的阳极连接，光耦IC1发光侧的阴极连接、逆阻型晶闸管VT1的阴极均与负驱动端IN-端连接，光耦IC1输出侧的一端与左驱动电阻R2的一端连接，光耦IC1输出侧的另一端与门极电阻R4的一端、双向晶闸管VT2的门极连接，交流电源相线端L端的连线穿过剩余电流传感器SC1的检查孔后与双向晶闸管VT2的第1阳极、右驱动电阻R3的一端、保护电阻R5的一端连接，右驱动电阻R3的另一端与左驱动电阻R2的另一端、驱动电容C1的一端连接，交流电源零线端N端的连线穿过剩余电流传感器SC1的检测孔后与负载Load的一端连接，负载Load的另一端连线穿过剩余电流传感器SC1的检测孔后与双向晶闸管VT2的第2阳极、门极电阻R4的另一端、驱动电容C1的另一端、保护电容C2的一端连接，保护电容C2的另一端与保护电阻R5的另一端连接。单相漏电测控保护电路包括剩余电流传感器SC1、逆阻型晶闸管VT1、右正向二极管D2、右负向二极管D3、左正向二极管D4、左负向二极管D5、转换电阻R6、滤波电阻R7、分压电阻R8、滤波电容C3，剩余电流传感器SC1的第1输出端I1端与右正向二极管D2的阳极、右负向二极管D3的阴极连接，剩余电流传感器SC1的第2输出端I2端与左正向二极管D4的阳极、左负向二极管D5的阴极连接，右正向二极管D2的阴极与左正向二极管D4的阴极、转换电阻R6的一端、滤波电阻R7的一端连接，滤波电阻R7的另一端与滤波电容C3的一端、分压电阻R8的一端、逆阻型晶闸管VT1的门极连接，右负向二极管D3的阳极与左负向二极管D5的阳极、转换电阻R6的另一端、滤波电容C3的另一端、分压电阻R8的另一端、负驱动端IN-端连接。本专利技术的有益效果如下：本专利技术以光耦、双向晶闸管、逆阻型晶闸管、剩余电流传感器等为主的简单电路方案，能完全地满足对单相交流固态继电器电路中的漏电故障进行可靠的实时保护要求。该电路简单、成本低、可靠性高、通用性好，易于产品化。附图说明图1为本专利技术的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种具有漏电保护的单相交流固态继电器电路，包括光隔式单相交流TRIAC驱动电路、单相漏电测控保护电路。光隔式单相交流TRIAC驱动电路包括光耦IC1、双向晶闸管VT2、偏压二极管D1、驱动电容C1、保护电容C2、限流电阻R1、左驱动电阻R2、右驱动电阻R3、门极电阻R4、保护电阻R5、负载Load，正驱动端IN+端与限流电阻R1的一端连接，限流电阻R1的另一端与偏压二极管D1的阳极、逆阻型晶闸管VT1的阳极连接，偏压二极管D1的阴极与光耦IC1发光侧的阳极连接，光耦IC1发光侧的阴极连接、逆阻型晶闸管VT1的阴极均与负驱动端IN-端连接，光耦IC1输出侧的一端与左驱动电阻R2的一端连接，光耦IC1输出侧的另一端与门极电阻R4的一端、双向晶闸管VT2的门极连接，交流电源相线端L端的连线穿过剩余电流传感器SC1的检查孔后与双向晶闸管VT2的第1阳极、右驱动电阻R3的一端、保护电阻R5的一端连接，右驱动电阻R3的另一端与左驱动电阻R2的另一端、驱动电容C1的一端连接，交流电源零线端N端的连线穿过剩余电流传感器SC1的检测孔后与负载Load的一端连接，负载Load的另一端连线穿过剩余电流传感器SC1的检测孔后与双向晶闸管VT2的第2阳极、门极电阻R4的另一端、驱动电容C1的另一端、保护电容C2的一端连接，保护电容C2的另一端与保护电阻R5的另一端连接。单相漏电测控保护电路包括剩余电流传感器SC1、逆阻型晶闸管VT1、右正向二极管D2、右负向二极管D3、左正向二极管D4、左负向二极管D5、转换电阻R6、滤波电阻R7、分压电阻R8、滤波电容C3，剩余电流传感器SC1的第1输出端I1端与右正向二极管D2的阳极、右负向二极管D3的阴极连接，剩余电流传感器SC1的第2输出端I2端与左正向二极管D4的阳极、左负向二极管D5的阴极连接，右正向二极管D2的阴极与左正向二极管D4的阴极、转换电阻R6的一端、滤波电阻R7的一端连接，滤波电阻R7的另一端与滤波电容C3的一端、分压电阻R8的一端、逆阻型晶闸管VT1的门极连接，右负向二极管D3的阳极与左负向二极管D5的阳极、转换电阻R6的另一端、滤波电容C3的另一端、分压电阻R8的另一端、负驱动端IN-端连接。本专利技术所使用的包括光耦IC1、剩余电流传感器SC1、逆阻型晶闸管VT1、双向晶闸管VT2、偏压二极管D1、右正向二极管D2、右负向二极管D3、左正向二极管D4、左负向二极管D5等在内的所有器件均采用现有的成熟产品，可以通过市场取得。例如：光耦采用MOC3083，剩余电流传感器采用LJ系列零序电流互感器，逆阻型晶闸管采用KK1-2快速晶闸管，双向晶闸管采用BCR系列，偏压二极管采用IN4148，右正向二极管、右负向二极管、左正向二极管、左负向二极管采用SB系列肖特基二极管等。本专利技术中的主要电路参数配合关系如下：设：剩余电流传感器的电流比为ki＝I0/I2，I0、I2分别为剩余电流传感器的被测的漏电流与输出电流(单位：A)，I0m为允许的被测的漏电流I0最大值(单位：A)，UgTH为逆阻型晶闸管门极触发阈值电压(单位：V)，则：R7＞＞R6(1)式中的R6、R7、R8分别为转换电阻R6、滤波电阻R7、分压电阻R8的阻值(单位：Ω)。本专利技术工作过程如下：(1)对交流负载的隔离驱动控制作用：本专利技术电路具有光电隔离功能，光耦IC1的发光控制侧为电压控制电路。该电路的正驱动端IN+端接驱动电压的正端，负驱动端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有漏电保护的单相交流固态继电器电路,包括光隔式单相交流TRIAC驱动电路、单相漏电测控保护电路，其特征在于：光隔式单相交流TRIAC驱动电路包括光耦IC1、双向晶闸管VT2、偏压二极管D1、驱动电容C1、保护电容C2、限流电阻R1、左驱动电阻R2、右驱动电阻R3、门极电阻R4、保护电阻R5、负载Load，正驱动端IN+端与限流电阻R1的一端连接，限流电阻R1的另一端与偏压二极管D1的阳极、逆阻型晶闸管VT1的阳极连接，偏压二极管D1的阴极与光耦IC1发光侧的阳极连接，光耦IC1发光侧的阴极连接、逆阻型晶闸管VT1的阴极均与负驱动端IN‑端连接，光耦IC1输出侧的一端与左驱动电阻R2的一端连接，光耦IC1输出侧的另一端与门极电阻R4的一端、双向晶闸管VT2的门极连接，交流电源相线端L端的连线穿过剩余电流传感器SC1的检查孔后与双向晶闸管VT2的第1阳极、右驱动电阻R3的一端、保护电阻R5的一端连接，右驱动电阻R3的另一端与左驱动电阻R2的另一端、驱动电容C1的一端连接，交流电源零线端N端的连线穿过剩余电流传感器SC1的检测孔后与负载Load的一端连接，负载Load的另一端连线穿过剩余电流传感器SC1的检测孔后与双向晶闸管VT2的第2阳极、门极电阻R4的另一端、驱动电容C1的另一端、保护电容C2的一端连接，保护电容C2的另一端与保护电阻R5的另一端连接；单相漏电测控保护电路包括剩余电流传感器SC1、逆阻型晶闸管VT1、右正向二极管D2、右负向二极管D3、左正向二极管D4、左负向二极管D5、转换电阻R6、滤波电阻R7、分压电阻R8、滤波电容C3，剩余电流传感器SC1的第1输出端I1端与右正向二极管D2的阳极、右负向二极管D3的阴极连接，剩余电流传感器SC1的第2输出端I2端与左正向二极管D4的阳极、左负向二极管D5的阴极连接，右正向二极管D2的阴极与左正向二极管D4的阴极、转换电阻R6的一端、滤波电阻R7的一端连接，滤波电阻R7的另一端与滤波电容C3的一端、分压电阻R8的一端、逆阻型晶闸管VT1的门极连接，右负向二极管D3的阳极与左负向二极管D5的阳极、转换电阻R6的另一端、滤波电容C3的另一端、分压电阻R8的另一端、负驱动端IN‑端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种具有漏电保护的单相交流固态继电器电路,包括光隔式单相交流TRIAC驱动电路、单相漏电测控保护电路，其特征在于：光隔式单相交流TRIAC驱动电路包括光耦IC1、双向晶闸管VT2、偏压二极管D1、驱动电容C1、保护电容C2、限流电阻R1、左驱动电阻R2、右驱动电阻R3、门极电阻R4、保护电阻R5、负载Load，正驱动端IN+端与限流电阻R1的一端连接，限流电阻R1的另一端与偏压二极管D1的阳极、逆阻型晶闸管VT1的阳极连接，偏压二极管D1的阴极与光耦IC1发光侧的阳极连接，光耦IC1发光侧的阴极连接、逆阻型晶闸管VT1的阴极均与负驱动端IN-端连接，光耦IC1输出侧的一端与左驱动电阻R2的一端连接，光耦IC1输出侧的另一端与门极电阻R4的一端、双向晶闸管VT2的门极连接，交流电源相线端L端的连线穿过剩余电流传感器SC1的检查孔后与双向晶闸管VT2的第1阳极、右驱动电阻R3的一端、保护电阻R5的一端连接，右驱动电阻R3的另一端与左驱动电阻R2的另一端、驱动电容C1的一端连接，交流电源零线端N端的连线穿过剩余电流传感器SC1的检测孔后与负载Load的一端连接，负载Load的另一端连线穿过剩余电流传感器SC1的检测孔后与双向晶闸管VT2的第2阳极、门极电阻R4的另一端、驱动电容C1的另一端、保护电容C2的一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：暨仲明，陈德传，尤伟航，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33