一种直流固态继电器制造技术

本实用新型专利技术公开一种直流固态继电器，包括依次连接的输入指示电路、输入保护电路、信号隔离传输电路、驱动及保护电路和开关执行电路，直流固态继电器的信号输入与输入指示电路的1端和2端连接，直流固态继电器的信号输出与开关执行电路的3端和4端连接，输入指示电路和输入保护电路为直流固态继电器的输入端，驱动及保护电路和开关执行电路为直流固态继电器的输出端，信号隔离传输电路用于将输入的开关信号传送到输出端且将输入端与输出端进行电气安全隔离，驱动及保护电路用于将输入来的开关信号进行转换并传输至开关执行电路，开关执行电路用于执行输入端给出的开或者关的开关信号。本实用新型专利技术不用单独的辅助电源，满足宽输出电压范围的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种直流固态继电器
本技术属于继电器
，具体属于一种直流固态继电器。
技术介绍
固态继电器(SolidStateRelySSR)是一种具有信号隔离功能的无触点电子开关，在开和关的过程中无机械接触部件，输入信号与输出功率端口通过安全隔离器件进行电气隔离，输出信号的通断受输入信号的控制。与传统电磁继电器相比，固态继电器不仅满足了电磁继电器开关控制的功能，还具备无吸合噪音、无触电火花、高可靠性、开关速度块、防震、吸合次数多等优点，与TTL、CMOS电路兼容等优点，被广泛应用于煤炭、石油、冶金、轨道交通、军工、工业控制等领域。固态继电器分为交流固态继电器和直流固态继电器。交流固态继电器技术已经比较成熟，但是直流固态继电器目前技术尚不成熟，存在相应的缺陷，影响直流固态继电器的应用推广。现有直流固态继电器缺陷一：采用三级管作为开关执行器件，开关损耗大，无法应用于大功率场合。例如，中国技术专利申请号为201010601567.6，授权公告号为CN102064811B，授权公告日2012年7月4日，专利名称“一种直流固态继电器”。该专利采用的三极管为开关执行器件，在实际使用过程中，三级管的损耗P＝(V1-V2)I,其中V1-V2为在三极管上产生的压降，其为半导体三极管本身固有的压降，典型值为1.4V，当通过三极管的电流过大时，其产生的损耗也跟着增加，无法满足大电流输出场合的使用要求。现有直流固态继电器缺陷二：目前也出现了极少量的采用MOSFET作为开关执行器件的直流固态继电器，但其输出需要单独的供电端给驱动供电，使用场合需要单独增加一个电源给输出驱动供电，增加了使用的复杂性。例如，中国技术专利申请号为201910245805.5，申请公告号为CN109995352A，授权公告日2019年7月9日，专利名称“一种直流固态继电器”。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供一种直流固态继电器，输出执行单元不需要单独的供电，可满足宽输出电压范围的应用场合，输入有恒流保护单元保证电路系统的高可靠性。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种直流固态继电器，包括依次连接的输入指示电路、输入保护电路、信号隔离传输电路、驱动及保护电路和开关执行电路，所述直流固态继电器的信号输入与输入指示电路的1端和2端连接，所述直流固态继电器的信号输出与开关执行电路的3端和4端连接，所述输入指示电路和输入保护电路为直流固态继电器的输入端，所述驱动及保护电路和开关执行电路为直流固态继电器的输出端，所述信号隔离传输电路用于将输入的开关信号传送到输出端同时将输入端与输出端进行电气安全隔离，所述信号隔离传输电路包括光隔离器件，所述驱动及保护电路用于将输入来的开关信号进行转换并传输至开关执行电路，所述开关执行电路用于执行输入端给出的开或者关的开关信号。进一步的，所述输入指示电路包括电阻R1和二极管LED，所述电阻R1的一端和信号输入的正极连接，所述电阻R1的另一端和二极管LED的阳极连接，所述二极管LED的阴极和信号输入的负极连接。进一步的，所述二极管LED为发光二极管LED。进一步的，所述输入保护电路包括电阻R2、电阻R3、三极管Q1和三极管Q2，所述电阻R2的一端和信号输入的正极连接，所述电阻R2的另一端分别与三极管Q1的基极和三极管Q2的集电极相连，三极管Q1的集电极与光隔离器件U1的输入阴极连接，所述三极管Q1的发射极分别与三极管Q2的基极和电阻R3的一端连接，所述三极管Q2的发射极和电阻R3的另一端分别与信号输入的负极连接。进一步的，所述光隔离器件U1的输入阳极和信号输入的正极连接。进一步的，所述开关执行电路包括MOS管Q4，所述MOS管Q4的漏极和信号输出的正极连接，所述MOS管Q4的源极和信号输出的负极连接。进一步的，所述MOS管Q4为P沟道MOS管。进一步的，所述驱动及保护电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、MOS管Q3、二极管D1、二极管D2和电容C1，所述电阻R5的一端、电阻R6的一端和光隔离器件U1的输出集电极相连，电阻R6的另一端连接有电容C1的一端、二极管D2的阴极和MOS管Q4的门极，所述电容C1的另一端、二极管D1的阳极、二极管D2的阳极和MOS管Q4的源极分别与光隔离器件U1的信号输出发射极相连且电容C1的另一端、二极管D1的阳极、二极管D2的阳极和光隔离器件U1的信号输出发射极还分别与信号输出的负极连接；所述电阻R5的另一端分别与电阻R4的一端和MOS管Q3的源极相连，MOS管Q3的栅极分别与二极管D1的阴极和电阻R4的另一端连接，MOS管Q3的漏极与MOS管Q4的漏极连接。进一步的，所述MOS管Q3为耗尽型MOS管。进一步的，所述二极管D1和二极管D2均为齐纳二极管。与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：本技术提供一种直流固态继电器，损耗低，可用于大功率场合，其采用MOS管作为开关执行器件，其损耗P＝I*I*R，其中I为通过开关执行器件MOS管中的电流，R为开关执行MOS管的内阻，由于实际在大功率场合使用时，选取的MOS管内阻R在5毫欧以内，因此本技术在实际使用时损耗极低，可用于大功率、大电流的开关通断场合控制使用，同时，本技术输出不需要单独的辅助电源，采用恒流稳压电路，大大方便了终端使用场合的使用，满足了宽输出电压范围的要求。进一步的，本技术的输出电压范围很宽，输出采用P沟道的MOS管作为开关执行器件。采用零电压开启，高电平关断，关断电平采用恒流源稳压后的直流电压进行可靠关断，只需要选择耐压合适的P沟道的MOS管，便可应用于输出电压范围极宽的应用场合。附图说明图1为本技术的电路结构框图；图2为本技术的电路原理图；具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的说明。如图1所示，本技术提供了一种直流固态继电器，包括依次连接的输入指示电路、输入保护电路、信号隔离传输电路、驱动及保护电路、开关执行电路五个功能单元；所述的输入指示电路由电阻R1和发光二极管LED组成，用于指示固态继电器的工作状态；所述输入保护电路由电阻R2，电阻R3，三极管Q1，三极管Q2器件组成，用于限制系统电流，保护光隔离器件U1的可靠性；所述信号隔离传输电路由光隔器件U1组成，用于将输入的开关信号传送到输出端，同时将输入端与输出端进行电气安全隔离，其中，所述输入指示电路和输入保护电路为直流固态继电器的输入端，所述驱动及保护电路和开关执行电路为直流固态继电器的输出端；所述驱动及保护电路由电阻R4，电阻R5，电阻R6，耗尽型MOS管Q3，齐纳二极管D1，齐纳二极管D2，电容C1组成，用于将从输入过来的开关信号转换成对开关MOS管来说安全的电压信号，从而提供给开关MOS管；所述开关执行电路由P沟道的MOS管Q4组成，用于执行输入给出的开或者关的开关作用，从而在电路中起到执行开关的效果，在本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流固态继电器，其特征在于，包括依次连接的输入指示电路、输入保护电路、信号隔离传输电路、驱动及保护电路和开关执行电路，所述直流固态继电器的信号输入与输入指示电路的1端和2端连接，所述直流固态继电器的信号输出与开关执行电路的3端和4端连接，所述输入指示电路和输入保护电路为直流固态继电器的输入端，所述驱动及保护电路和开关执行电路为直流固态继电器的输出端，所述信号隔离传输电路用于将输入的开关信号传送到输出端同时将输入端与输出端进行电气安全隔离，所述信号隔离传输电路包括光隔离器件，所述驱动及保护电路用于将输入来的开关信号进行转换并传输至开关执行电路，所述开关执行电路用于执行输入端给出的开或者关的开关信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流固态继电器，其特征在于，包括依次连接的输入指示电路、输入保护电路、信号隔离传输电路、驱动及保护电路和开关执行电路，所述直流固态继电器的信号输入与输入指示电路的1端和2端连接，所述直流固态继电器的信号输出与开关执行电路的3端和4端连接，所述输入指示电路和输入保护电路为直流固态继电器的输入端，所述驱动及保护电路和开关执行电路为直流固态继电器的输出端，所述信号隔离传输电路用于将输入的开关信号传送到输出端同时将输入端与输出端进行电气安全隔离，所述信号隔离传输电路包括光隔离器件，所述驱动及保护电路用于将输入来的开关信号进行转换并传输至开关执行电路，所述开关执行电路用于执行输入端给出的开或者关的开关信号。


2.根据权利要求1所述的一种直流固态继电器，其特征在于，所述输入指示电路包括电阻R1和二极管LED，所述电阻R1的一端和信号输入的正极连接，所述电阻R1的另一端和二极管LED的阳极连接，所述二极管LED的阴极和信号输入的负极连接。


3.根据权利要求2所述的一种直流固态继电器，其特征在于，所述二极管LED为发光二极管LED。


4.根据权利要求1所述的一种直流固态继电器，其特征在于，所述输入保护电路包括电阻R2、电阻R3、三极管Q1和三极管Q2，所述电阻R2的一端和信号输入的正极连接，所述电阻R2的另一端分别与三极管Q1的基极和三极管Q2的集电极相连，三极管Q1的集电极与光隔离器件U1的输入阴极连接，所述三极管Q1的发射极分别与三极管Q2的基极和电阻R3的一端连接，所述三极管Q2的发射极和电阻R3的另一端分别与信号输入的负极连接。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱鹏，罗义，陈周帅，
申请(专利权)人：西安芯派电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61