零电流关断固体继电器制造技术

本发明专利技术涉及一种零电流关断固体继电器，包括电源电压过零脉冲生成电路、关断脉冲生成电路、外控开关信号电路、开关主控电路、开关晶体管电路；所述电源电压过零脉冲生成电路的输出端与开关主控电路的电压信号输入端电连接，所述关断脉冲生成电路的输出端与开关主控电路的关断信号输入端电连接，所述外控开关信号电路的输出端与开关主控电路的控制信号输入端电连接，所述开关主控电路的控制信号输出端与开关晶体管电路的输入端电连接。该固体继电器可实现电源电压过零时接通、负载电流过零时断开，避免在电路开通、关断瞬间对开关产生较大电流冲击，保护开关，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种零电流关断固体继电器，所述固体继电器包括电源电压过零脉冲生成电路、关断脉冲生成电路、外控开关信号电路、开关主控电路、开关晶体管电路，该固体继电器电源电压过零时接通、负载电流过零时断开。技术背景固体继电器(solid state relays，简称SSR)，亦称之为固态继电器，是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合而发展起来的全部由电子元器件组成的一种新型无触点电子开关器件，它利用电子元件的开关特性可达到无触点、无火花地接通和断开电路的目的。该继电器是一种四端器件，包括两个输入端、两个输出端，输入端接控制信号，输出端与负载、电源串联，实际是一个受控的电力电子开关。SSR按使用场合可以分成交流型(AC-SSR)和直流型(DC-SSR)两大类，分别在交流或直流电源上做负载的开关。由于触发信号方式不同，AC-SSR可分为过零型触发(Z型)和非过零型或随机型(P型)触发两种，过零型和非过零型之间的区别主要在于负载交流电流导通的条件。在输入端施加合适的控制信号VIN时，P型SSR立即导通，Z型SSR内部包括过零检测电路，在施加控制信号VIN时，只有当负载电源电压达到过零区时，SSR才能导通，两种类型的固体继电器关断条件则相同，当VIN撤销后，只有当负载电源电压达到过零区时，才开始关断，当负载电流低于双向可控硅维持电流时(交流换向)，SSR关断。交流型固体继电器是目前应用较多的。对于纯电阻性负载，电流随电压的开通或关断而开通或关断，完全同相位。但对于电容性负载或电感性负载，其供电电源的开关如果采用随机型单相交流固态继电器，在接通时可能赶上电源电压正处在非零的高值处，会引起较大的对电容负载的充电电流；改用过零型单相交流固态继电器虽然可以解决接通时电容性负载的电流冲击问题，但是在电源电压过零时断开电容性负载或电感性负载却正处在电流最大值附近，对固态继电器造成大电流冲击或过电压，降低其使用寿命、甚至损坏有关元器件。因此，需要提供一种新的零电流关断固体继电器，用来克服电容性负载或电感性负载存在的电路在关断时对固态继电器有大电流冲击或过电压的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种零电流关断固体继电器，该继电器包括电源电压过零脉冲生成电路、关断脉冲生成电路、外控开关信号电路、开关主控电路、开关晶体管电路；本专利技术采用移相电路或延时电路的方式，改变关断时的电压相位，从而尽可能减小电容性负载或电感性负载关断时的电流，实现电源电压过零时接通、负载电流过零时断开的目的。本专利技术的目的是由下述技术方案实现的：一种零电流关断固体继电器，所述固体继电器包括电源电压过零脉冲生成电路、关断脉冲生成电路、外控开关信号电路、开关主控电路、开关晶体管电路；所述电源电压过零脉冲生成电路的输出端与所述开关主控电路的电压信号输入端电连接，所述关断脉冲生成电路的输出端与所述开关主控电路的关断信号-->输入端电连接，所述外控开关信号电路的输出端与所述开关主控电路的控制信号输入端电连接，所述开关主控电路的控制信号输出端与所述开关晶体管电路的输入端电连接。本专利技术与已有技术相比具有如下优点：1、本专利技术利用电源电压过零脉冲生成电路检测出电源电压过零点时的状态，然后生成控制信号，利用移相电路或延时电路生成与其具有所需相位差的关断脉冲信号，用来在电流过零点或电流较小时关断负载电源，避免电源电压过零时断开电容性或电感性负载产生大电流冲击或过电压。2、本专利技术对于电感性或电容性负载电路，可实现电源电压过零点时接通、负载电流过零点时断开的目的。附图说明以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的电气原理框图图2是本专利技术的接线端子图图3是本专利技术的实施例一的电气原理图图4是本专利技术实施例二的电气原理图图5是本专利技术的实施例三的电气原理图图6是本专利技术的实施例四的电气原理图图7是本专利技术的实施例五的电气原理图图8是本专利技术的实施例六的电气原理图图9是本专利技术的实施例七的电气原理图具体实施方式实施例一：参见图1、图2、图3，本专利技术的零电流关断固体继电器，包括电源电压过零脉冲生成电路1、关断脉冲生成电路2、外控开关信号电路3、开关主控电路4、开关晶体管电路5；所述电源电压过零脉冲生成电路的输出端与所述开关主控电路的电压信号输入端电连接，所述关断脉冲生成电路的输出端与所述开关主控电路的关断信号输入端电连接，所述外控开关信号电路的输出端与所述开关主控电路的控制信号输入端电连接，所述开关主控电路的控制信号输出端与所述开关晶体管电路的输入端电连接；本实施例可适用于额定电压为220V或380V，频率为50Hz或60Hz的单相交流电源，可适用于电感性或电容性负载6，本专利技术中的负载是聚合物分散型液晶膜(简称PDLC膜)，关于PDLC膜的内容可以参考专利号为200910087767.1的专利说明书公开的内容或者参考专利号为200910076348.8的专利说明书公开的内容。参见图3，在本实施例中，所述电源电压过零脉冲生成电路中有一个桥式整流电路，桥式整流电路的输出端与一个光电耦合电路输入端电连接，光电耦合电路输出端与一个反相器U1A的脚1电连接，反相器的脚2是所述电源电压过零脉冲生成电路的输出端；桥式整流电路通过限流电阻R1与220V电源连接，光电耦合器型号是TLP521-1，光电耦合电路输出端对地(GND)并接一个负载电阻R2，反相器U1A的型号是74LS04。本实施例中的关-->断脉冲生成电路是一个移相型脉冲生成电路，所述关断脉冲生成电路中有一个桥式整流电路，桥式整流电路的输出端与一个光电耦合电路输入端电连接，光电耦合电路输出端与一个反相器U1C的脚5电连接，该反相器的脚6是所述关断脉冲生成电路的输出端，该光电耦合电路输出端对地并接一个负载电阻R3，所述桥式整流电路的输入端串连一个移相电容器C1、一个电阻器R10，桥式整流电路的输入端接220V电源；所述外控开关信号电路中有一个光电耦合电路，光电耦合电路的输出端与所述开关主控电路的控制信号输入端电连接，光电耦合电路的输入端K设置一个触头开关S(可以是闸刀开关或是按钮开关)，光电耦合电路的输出端对地并接一个负载电阻R5，光电耦合电路的输入端对+5V电源串接一个负载电阻R4，另一输入端接地；所述开关主控电路中有一个驱动芯片电路U4(型号TLP250)，驱动芯片电路的脚6通过一个输出电阻R8与开关晶体管电路的输入端电连接，驱动芯片电路的脚2与+5V电源通过电阻器R7电连接，驱动芯片电路的脚3与一个与非门逻辑电路的输出端电连接；开关晶体管电路由一对反向串联的IGBT晶体管构成，开关晶体管电路的源极和栅极之间设置电阻器R9；与非门逻辑电路包括与非门U2B(型号74LS00)、U2C(型号74LS00)、U2D(型号74LS00)、U3A(型号74LS20)，反相器U1D(型号74LS04)，由电阻器R6、电容器C2、二极管D1构成的上电复位电路；关断脉冲生成电路生成的零电流关断脉冲信号输入与非门U2D的脚13，电源电压过零脉冲生成电路生成的电压信号(接通信号)输入与非门U2B的脚4，外控开关信号电路的控制信号输入与非门U2B的脚5及反相器U1D的脚9；本实施例公开的是移相型零电流关断固体继电器。参见图2，本专利技术的电路封装在一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零电流关断固体继电器，其特征在于：所述固体继电器包括电源电压过零脉冲生成电路、关断脉冲生成电路、外控开关信号电路、开关主控电路、开关晶体管电路；所述电源电压过零脉冲生成电路的输出端与所述开关主控电路的电压信号输入端电连接，所述关断脉冲生成电路的输出端与所述开关主控电路的关断信号输入端电连接，所述外控开关信号电路的输出端与所述开关主控电路的控制信号输入端电连接，所述开关主控电路的控制信号输出端与所述开关晶体管电路的输入端电连接。

【技术特征摘要】
1.一种零电流关断固体继电器，其特征在于：所述固体继电器包括电源电压过零脉冲生成电路、关断脉冲生成电路、外控开关信号电路、开关主控电路、开关晶体管电路；所述电源电压过零脉冲生成电路的输出端与所述开关主控电路的电压信号输入端电连接，所述关断脉冲生成电路的输出端与所述开关主控电路的关断信号输入端电连接，所述外控开关信号电路的输出端与所述开关主控电路的控制信号输入端电连接，所述开关主控电路的控制信号输出端与所述开关晶体管电路的输入端电连接。2.根据权利要求1所述的零电流关断固体继电器，其特征在于：所述电源电压过零脉冲生成电路中有一个桥式整流电路，该桥式整流电路的输出端与一个光电耦合电路输入端电连接，该光电耦合电路输出端与一个反相器的脚1电连接，该反相器的脚2是所述电源电压过零脉冲生成电路的输出端。3.根据权利要求2所述的零电流关断固体继电器，其特征在于：所述关断脉冲生成电路中有一个桥式整流电路，桥式整流电路的输出端与一个光电耦合电路输入端电连接，光电耦合电路输出端与一个反相器的脚5电连接，该反相器的脚6是所述关断脉冲生成电路的输出端，所述桥式整流电路的输入端串连一个移相电容器、一个移相电阻器；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玮，张维平，李裕宽，赵勤，
申请(专利权)人：北京众智同辉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]