一种三相正反转组合型固态继电器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种三相正反转组合型固态继电器，包括：输入模块、相序检测模块、信号处理模块、驱动模块、功率组件模块；输入模块，用于将所述外部电源转换为所述继电器内部需要的直流电源，并用于接入正反转控制，将该控制信号发送给信号处理模块；相序检测模块用于检测三相电源的相序送给信号处理模块；信号处理模块接收正反转控制信号和相序信号，经过处理后发送继电器驱动信号给驱动模块；驱动模块，用于对信号处理模块发送的控制信号进行处理后发送给功率组件模块；功率组件模块，用于接收驱动模块发送的信号，并通过所述信号去控制电机的正转和反转。制电机的正转和反转。制电机的正转和反转。

【技术实现步骤摘要】
一种三相正反转组合型固态继电器


[0001]本技术涉及固态继电器，具体涉及一种三相正反转组合型固态继电器。

技术介绍

[0002]三相正反转固态继电器一般有输入模块、延时互锁模块、驱动模块、功率组件模块。输入模块将两个宽范围的输入电压信号转换成一个固定电压，该固定电压用于提供延时互锁逻辑模块、驱动模块的工作电源。外部控制信号直接控制或者间接通过输入模块控制延时互锁模块工作。延时互锁模块接收控制信号后延时一段时间再将控制信号传输给驱动模块，由驱动模块驱动功率组件模块工作。功率组件模块由多个功率组件和功率组件保护器件组成，功率组件电路的作用是连接电网与负载，通过控制功率组件的通断来实现控制电机的启动停止，通过控制不同的功率组件来改变加载在电机上的相序，实现控制电机正转或者反转。模块本身不带相序检测和缺相检测功能。
[0003]图1是现有的具有上电延时互锁功能的三相正反转固态继电器的结构框图，图2是可实现该功能的其中一种基本电路图
[0004]如图1所示，三相正反转固态继电器一般由四个部分组成，分别是输入模块、上电延时互锁模块、驱动模块、功率组件模块。输入的宽范围电压信号要求有一定的驱动能力，输入电路将一路输入的宽范围电压信号转换成一个固定的电压，为内部其他模块电路提供工作电源。上电延时互锁模块在接收到控制信号之后，对两路控制信号进行异或逻辑运算，当两路控制信号电平都为1时，相当于正反转信号同时加到模块上，异或电路输出为0，后面的RC延时电路输入为0，正转驱动和反转驱动信号都是0，此时驱动模块将不会接通，输出功率组件模块也不会导通，达到了互锁的目的。当只有一路控制信号时，异或运算电路输出将为1，经过RC延时后(按图中参数大约为80mS)，由异或门构成的同向缓冲器将输出1，两个与门的其中一个输入端将得到1，这样相应的控制端将输出1，驱动模块将相应的通道接通以驱动对应的功率组件，这样负载电机上就得到了对应的三相电开始运行。运行期间如果另外一路控制信号也变得有效时，第一个异或门将立即输出0，关断所有的输出，防止功率组件同时全部导通造成相间短路事故发生。从原理图可以看出，给模块的F端加控制信号时，输出端U、V、W将分别接通L1、L2、L3，给模块的R端加控制信号时，输出端U、V、W将分别接通L1、L3、L2，负载电机上得到了不同相序的三相电，实现了三相电机转动方向的控制。
[0005]虽然普通的具有上电延时互锁的正反转固态继电器能够实现负载相序切换，并且上电延时互锁的功能在一定程度上消除了外部控制信号切换时导致的负载相间短路的问题。但是实际产品在使用过程中会比价频繁发生相间短路现象，造成系统跳闸和输出可控硅损坏，特别是在电机启动瞬间。究其原因是因为负责驱动可控硅的光耦本身抗干扰能力较差和双向可控硅本身的dv/dt低，电机启动瞬间的大电流造成的干扰使得光耦和双向可控硅都会误触发造成相间短路的发生。当然现在一般都是采用具有高抗干扰能力的光耦做驱动模块和本身具有比较高的dv/dt的单向可控硅来做功率组件模块，使得产品的失效率大大降低了，但是成本很高，主要是具有高抗干扰能力的光耦成本高，还很难采购得到。
[0006]因此，如何解决三相正反转固态继电器的可靠性和成本高的问题已成为目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种三相正反转组合型固态继电器。本技术的技术方案如下：
[0008]一种三相正反转组合型固态继电器，包括：输入模块、相序检测模块、信号处理模块、驱动模块、功率组件模块；
[0009]所述输入模块分别与信号处理模块、驱动模块连接；所述相序检测模块分别与三相电源和信号处理模块连接；所述信号处理模块分别与相序检测模块、输入模块、驱动模块连接；所述驱动模块分别与输入模块、功率组件模块连接；所述功率组件模块分别与驱动模块、三相电源、三相电机连接；其中：
[0010]所述输入模块，用于接入外部直流电源，并将所述外部直流电源转换为所述继电器内部需要的直流电源；并用于接入外部输入的两路初始控制信号，将所述两路初始控制信号进行处理后分别发送给信号处理模块、驱动模块；
[0011]所述相序检测模块，用于接收三相电源提供的三相交流电，并将输入的三相交流电的过零点检测出来发送给所述信号处理模块；
[0012]所述信号处理模块，用于接收所述输入模块和相序检测模块发送的信号，并将这些信号进行处理后得到驱动信号发送给驱动模块；
[0013]所述驱动模块，用于接收所述信号处理模块发送的驱动信号，并对所述驱动信号进行处理后得到控制信号发送给功率组件模块；
[0014]所述功率组件模块，用于接收驱动模块发送的控制信号，并通过所述控制信号去控制三相电机的通断和相序切换。
[0015]可选地，所述输入模块包括：电源转换子模块、信号转换子模块；所述电源转换子模块分别与信号处理模块、驱动模块连接；所述信号转换子模块分别与信号处理模块和驱动模块连接；电源转换子模块，用于将外部直流电源转换为所述继电器内部需要的直流电压；信号转换子模块，用于将所述两路初始控制信号进行处理后分别发送给信号处理模块、驱动模块。
[0016]可选地，所述电源转换子模块包括：电阻R7、电阻R13、电容C12、整流桥D1、电容C14、电容C15、开关电源芯片IC2、电感LL1、电容C8、电阻R9、电容C10、电容C11、电阻R11；其中：
[0017]所述电阻R7的第一端、电阻R13的第一端分别连接外部直流电源的两端；所述电阻R7的第二端分别连接电容C12的第一端、整流桥D1的一个输入端；电阻R13的第二端分别连接电容C12的第二端、整流桥D1的另一个输入端；
[0018]开关电源芯片IC2设置有第一至第六引脚；整流桥D1的负极接地、整流桥D1的正极连接电容C14的第一端、电容C15的第一端、开关电源芯片IC2的第四、第五引脚；电容C14的第二端、电容C15的第二端均接地；开关电源芯片IC2的第六引脚分别连接电容C8的第一端、电容LL1的第一端；开关电源芯片IC2的第一引脚连接电容C8的第二端；电感LL1的第二端、电阻R9的第一端、电容C10的第一端、电容C11的第一端连接在一起；电容C10的第二端、电容
C11的第二端、开关电源芯片IC2的第二引脚均接地；开关电源芯片IC2的第三引脚分别连接电阻R9的第二端、电阻R11的第一端；电阻R11的第二端接地；
[0019]可选地，所述信号转换子模块包括：电阻R2、电阻R4、电容C3、光耦U1、光耦U2；其中：
[0020]所述电阻R2的第一端、电阻R4的第一端分别接入外部输入的两个初始控制信号；电阻R2的第二端分别连接电容C3的第一端、光耦U1的阳极输入端、光耦U2的阴极输入端；电阻R4的第二端分别连接电容C3的第二端、光耦U2的阳极输入端、光耦U1的阴极输入端；光耦U1的发射极输出端、光耦U2的发射极输出端均接地；光耦U1的集电极输出端、光耦U2的集电极输出端分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相正反转组合型固态继电器，其特征在于，包括：输入模块、相序检测模块、信号处理模块、驱动模块、功率组件模块；所述输入模块分别与信号处理模块、驱动模块连接；所述相序检测模块分别与三相电源和信号处理模块连接；所述信号处理模块分别与相序检测模块、输入模块、驱动模块连接；所述驱动模块分别与输入模块、功率组件模块连接；所述功率组件模块分别与驱动模块、三相电源、三相电机连接；其中：所述输入模块，用于接入外部直流电源，并将所述外部直流电源转换为所述继电器内部需要的直流电源；并用于接入外部输入的两路初始控制信号，将所述两路初始控制信号进行处理后分别发送给信号处理模块、驱动模块；所述相序检测模块，用于接收三相电源提供的三相交流电，并将输入的三相交流电的过零点检测出来发送给所述信号处理模块；所述信号处理模块，用于接收所述输入模块和相序检测模块发送的信号，并将这些信号进行处理后得到驱动信号发送给驱动模块；所述驱动模块，用于接收所述信号处理模块发送的驱动信号，并对所述驱动信号进行处理后得到控制信号发送给功率组件模块；所述功率组件模块，用于接收驱动模块发送的控制信号，并通过所述控制信号去控制三相电机的通断和相序切换。2.如权利要求1所述的固态继电器，其特征在于，所述输入模块包括：电源转换子模块、信号转换子模块；所述电源转换子模块分别与信号处理模块、驱动模块连接；所述信号转换子模块分别与信号处理模块和驱动模块连接；电源转换子模块，用于将外部直流电源转换为所述继电器内部需要的直流电压；信号转换子模块，用于将所述两路初始控制信号进行处理后分别发送给信号处理模块、驱动模块。3.如权利要求2所述的固态继电器，其特征在于，所述电源转换子模块包括：电阻R7、电阻R13、电容C12、整流桥D1、电容C14、电容C15、开关电源芯片IC2、电感LL1、电容C8、电阻R9、电容C10、电容C11、电阻R11；其中：所述电阻R7的第一端、电阻R13的第一端分别连接外部直流电源的两端；所述电阻R7的第二端分别连接电容C12的第一端、整流桥D1的一个输入端；电阻R13的第二端分别连接电容C12的第二端、整流桥D1的另一个输入端；开关电源芯片IC2设置有第一至第六引脚；整流桥D1的负极接地、整流桥D1的正极连接电容C14的第一端、电容C15的第一端、开关电源芯片IC2的第四、第五引脚；电容C14的第二端、电容C15的第二端均接地；开关电源芯片IC2的第六引脚分别连接电容C8的第一端、电容LL1的第一端；开关电源芯片IC2的第一引脚连接电容C8的第二端；电感LL1的第二端、电阻R9的第一端、电容C10的第一端、电容C11的第一端连接在一起；电容C10的第二端、电容C11的第二端、开关电源芯片IC2的第二引脚均接地；开关电源芯片IC2的第三引脚分别连接电阻R9的第二端、电阻R11的第一端；电阻R11的第二端接地。4.如权利要求3所述的固态继电器，其特征在于，所述信号转换子模块包括：电阻R2、电阻R4、电容C3、光耦U1、光耦U2；其中：所述电阻R2的第一端、电阻R4的第一端分别接入外部输入的两个初始控制信号；电阻
R2的第二端分别连接电容C3的第一端、光耦U1的阳极输入端、光耦U2的阴极输入端；电阻R4的第二端分别连接电容C3的第二端、光耦U2的阳极输入端、光耦U1的阴极输入端；光耦U1的发射极输出端、光耦U2的发射极输出端均接地；光耦U1的集电极输出端、光耦U2的集电极输出端分别连接信号处理模块以及驱动模块。5.如权利要求4所述的固态继电器，其特征在于，所述相序检测模块包括：电阻R1、电阻R5、电阻R10、电容C2、电容C7、电容C13、光耦OP1、光耦OP2、光耦OP3、电阻R3、电阻R8、电阻R12；其中：所述电阻R3的第一端、电阻R8的第一端、电阻R12的第一端分别连接三相电源的三个电源输出端；电阻R3的第二端连接光耦OP1输入端一脚；电阻R8的第二端连接光耦OP2输入端一脚；电阻R12的第二端连接光耦OP3输入端一脚；光耦OP1输入端的另一脚、光耦OP2输入端的另一脚、光耦OP3输入端的另一脚连接在一起；光耦OP1的发射极输出端、光耦OP2发射极输出端、光耦OP3发射极输出端、电容C2的第二端、电容C7的第二端、电容C13的第二端均接地；光耦OP1的集电极输出端分别连接信号处理模块、电阻R1的第一端、电容C2的第一端；电阻R1的第二端接5V电源；光耦OP2集电极输出端分别连接信号处理模块、电阻R5的第一端、电容C7的第一端；电阻R5的第二端接5V电源；光耦OP3集电极输出端分别连接信号处理模块、电阻R10的第一端、电容C13的第一端；电阻R10的第二端接5V电源；所述光耦OP1集电极输出端、光耦OP2集电极输出端、光耦OP3集电极输出端分别连接信号处理模块。6.如权利要求5所述的固态继电器，其特征在于，所述光耦OP1、光耦OP2、光耦OP3均为交流输入型光耦。7.如权利要求5所述的固态继电器，其特征在于，所述信号处理模块包括：单片机IC3、电容C9、电阻R6；所述单片机IC3设置有第一至第十四引脚；所述第二引脚和第三引脚分别接入所述信号转换子模块的两路输出信号；所述第五引脚至第七引脚分别接入所述相序检测模块的三路输出信号；第一引脚接5V电源；第四引脚分别连接电容C9的第一端、电阻R6的第一端；电容C9的第二端接地；电阻R6的第二端连接5V电源；第八引脚至第十一引脚连接所述驱动模块。8.如权利要求7所述的固态继电器，其特征在于，所述信号处理模块还包括电阻RFSEL1，所述电阻RFSEL1的第一端连接所述单片机IC3的第十一引脚，其第二端接地。9.如权利要求7所述的固态继电器，其特征在于，所述驱动模块包括：电阻R33、电阻R34、电容C25、电容C26、异或门集成芯片IC7A、电阻R36、二极管D6、电容C24、异或门集成芯片IC7B、与门集成芯片IC6B、与门集成芯片IC6A、电阻R35、电阻R37、三极管Q7、异或门集成芯片IC5A、电阻R28、二极管D5、电容C22、异或门集成芯片IC5B、与门集成芯片IC4A、与门集成芯片IC4B、电阻R23、电阻R25、电阻R30、电阻R32、电阻R18、电阻R20、三极管Q2、三极管Q4、三极管Q6、电阻R16、电阻R17、电阻R27、电容C21、光耦OP4、光耦OP5、光耦OP6、光耦OP7、光耦OP8、光耦OP9；其中：所述异或门集成芯片IC7A的两个输入端接入信号转换子模块的两路输出，其中一个输入端分别连接电阻R33的第一端、电容C25的第一端，另一个输入端分别连接电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷雄，晋晓瑜，朱俊，杨建涛，
申请(专利权)人：库顿电子科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：