專(zhuān)利名稱(chēng)：一種直流固態(tài)繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種繼電器，尤其涉及一種直流固態(tài)繼電器。
背景技術(shù)：
在以往的直流電氣控制元件一般為電磁式繼電器控制，電磁式繼電器為機(jī)械結(jié) 構(gòu)(如圖1)，主要有線(xiàn)圈1、軛鐵2、鐵心3、銜鐵4、彈簧片5、回位彈簧6、動(dòng)觸點(diǎn)7 和靜觸點(diǎn)8等組成，主要原理為線(xiàn)圈1兩端通電，使軛鐵2、鐵心3構(gòu)成的電磁元件產(chǎn) 生在線(xiàn)圈電流作用下產(chǎn)生磁性，使其固定在銜鐵4上的動(dòng)觸點(diǎn)7在電磁作用下發(fā)生動(dòng)作， 接通靜觸點(diǎn)8，使負(fù)載接通電流，在線(xiàn)圈斷電時(shí)，磁性消失，在回位彈簧6的作用下，使 銜鐵4復(fù)位，動(dòng)觸點(diǎn)7與靜觸點(diǎn)8斷開(kāi)，負(fù)載負(fù)載失電。電磁式繼電器工作的時(shí)候，線(xiàn)圈需要消耗一定的功率(一般在1-5W之間)，環(huán) 境適應(yīng)性差，特別在直流大電流下觸點(diǎn)切換時(shí)電弧引起的觸點(diǎn)腐蝕損害了電磁繼電器的 使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種避免因觸點(diǎn)切換時(shí)引起的觸點(diǎn)腐蝕 問(wèn)題、避免觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧、并且產(chǎn)品使用壽命長(zhǎng)的直流固態(tài)繼電器，本新型涉及的直流 固態(tài)繼電器主要適用于汽車(chē)直流控制的開(kāi)關(guān)元件領(lǐng)域，是一種12V和24V通用型固態(tài)繼 電器，可用于汽車(chē)燈光控制，ABS制動(dòng)系統(tǒng)，汽車(chē)?yán)瓤刂疲姍C(jī)控制，空調(diào)控制等方 面，可以直接代替直流電磁式繼電器，并且解決電磁繼電器的線(xiàn)圈功耗大的問(wèn)題，特別 適用于新能源環(huán)保汽車(chē)使用。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種直流固態(tài)繼電器，包括兩 個(gè)輸入端、兩個(gè)輸出端、控制輸入動(dòng)作電壓的輸入控制模塊、僅高電平導(dǎo)通的壓控振蕩 模塊、用于電容隔離產(chǎn)生浮動(dòng)電壓的隔離元件模塊和整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊，輸入端與 輸入控制模塊連接，整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊與輸出端連接。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型采用整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊取代電子開(kāi) 關(guān)器件，避免因觸點(diǎn)切換時(shí)引起的觸點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，并避免觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧，有效延長(zhǎng)了本 實(shí)用新型的使用壽命。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊包括由四個(gè)二極管組成的橋式整流器、與 所述橋式整流器并聯(lián)的電阻R3和MOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極之間 連接有二極管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極分別與兩個(gè)輸出端相連接。進(jìn)一步，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管為N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極 與電流正極相連接，所述二極管正極與MOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述二極管負(fù)極與 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接；或所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管為P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極與電流負(fù)極相連接，所述二極管正極與MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，所述二極管的負(fù)極與MOS 場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接；或所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管包括至少兩個(gè)并聯(lián)的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，每個(gè)MOS場(chǎng) 效應(yīng)管的柵極都與電流正極相連接，每個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極之間都連接有一個(gè) 二極管，所述二極管正極與該MOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述二極管負(fù)極與該MOS 場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接。進(jìn)一步，所述輸入控制模塊包括與非門(mén)、穩(wěn)壓二極管和電阻，所述穩(wěn)壓二極管 位于一個(gè)輸入端與與非門(mén)輸入端之間，所述電阻位于另一個(gè)輸入端與與非門(mén)輸入端之 間。進(jìn)一步，所述壓控振蕩模塊包括相互串聯(lián)的兩個(gè)與非門(mén)、與前述兩個(gè)與非門(mén)并 聯(lián)的與非門(mén)、電阻和電容，所述電阻一端與輸入控制模塊的輸出端相連接，所述電阻的 另一端與所述電容串聯(lián)連接，所述電容的另一端連接于兩個(gè)相互串聯(lián)的與非門(mén)之間的結(jié) 點(diǎn)處。

圖1為電磁繼電器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的原理方框圖；圖3為本實(shí)用新型的輸入控制模塊的電路圖；圖4為本實(shí)用新型的壓控振蕩模塊的電路圖；圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例1的整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊的電路圖；圖6為本實(shí)用新型的實(shí)施例2的整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊的電路圖；圖7為本實(shí)用新型的實(shí)施例3的整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí) 用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。如圖2所示本實(shí)用新型實(shí)施例所述的直流固態(tài)繼電器，包括兩個(gè)輸入端(1、 2)、兩個(gè)輸出端(3、4)、控制輸入動(dòng)作電壓的輸入控制模塊、僅高電平導(dǎo)通的壓控振蕩 模塊、用于電容隔離產(chǎn)生浮動(dòng)電壓的隔離元件模塊和整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊，輸入端與 輸入控制模塊連接，整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊與輸出端連接。如圖3所示本實(shí)用新型實(shí)施例所述的直流固態(tài)繼電器的輸入控制模塊，所述輸 入控制模塊包括與非門(mén)、穩(wěn)壓二極管和電阻，所述穩(wěn)壓二極管位于一個(gè)輸入端與與非門(mén) 輸入端之間，所述電阻位于另一個(gè)輸入端與與非門(mén)輸入端之間，所述穩(wěn)壓二極管Z1，控 制輸入動(dòng)作電壓，當(dāng)輸入端1輸入電壓大于Zl導(dǎo)通電壓時(shí)，與非門(mén)UlA的輸入端高電 平，壓控震蕩器起震；當(dāng)輸入端1電壓低于穩(wěn)壓二極管Zl導(dǎo)通電壓時(shí)，震蕩輸入端為低 電平不導(dǎo)通，有效解決電壓型MOS場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通與截至。如圖4所示本實(shí)用新型實(shí)施例所述的直流固態(tài)繼電器的壓控振蕩模塊，所述壓 控震蕩模塊使用與非門(mén)U1A、U1B、U1C、電阻Rl、R2和電容Cl組成壓控震蕩器，震 蕩器的工作頻率為F2 0.45/R1C1 ； A，B處輸出端為震蕩輸出，輸出占空比為50%的方波，A，B輸出的方波相位相反；震蕩器的輸出方波經(jīng)與非門(mén)UlC及IDUD組成的反向 緩沖器輸出，耦合單元使用電容進(jìn)行信號(hào)隔離，并將壓控震蕩器輸出的方波經(jīng)電容C2、 C3耦合，使C2、C3輸出端之間形成一個(gè)浮動(dòng)電壓，并有效解決輸入輸出隔離效果。所述整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊包括由四個(gè)二極管組成的橋式整流器、與所述橋式 整流器并聯(lián)的電阻R3和與所述直流固態(tài)繼電器輸出端3、4連接的MOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述 MOS場(chǎng)效應(yīng)管與二極管并聯(lián)，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管P極與電流正極連接，N極與電流負(fù)極 連接，該電路可以設(shè)計(jì)多種驅(qū)動(dòng)電壓型MOS場(chǎng)效應(yīng)管電路。如圖5所示本實(shí)用新型實(shí)施例1所述的直流固態(tài)繼電器的整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模 塊，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管為N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極與電流正極 相連接，所述二極管正極與MOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述二極管負(fù)極與MOS場(chǎng)效 應(yīng)管的漏極相連接，MOS場(chǎng)效應(yīng)管采用N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，經(jīng)過(guò)耦合單元的產(chǎn)生的 浮動(dòng)電壓，由D1-D4 二極管組成的橋式整流器整流，在R3上產(chǎn)生一個(gè)浮動(dòng)的直流電壓， 此浮動(dòng)的直流電壓接在增強(qiáng)型N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極(G)與源級(jí)(S)之間，即提供 Vgs,則MOS場(chǎng)效應(yīng)管將形成N型導(dǎo)電溝道，若MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極(S)接電源，源 級(jí)(S)接負(fù)載到電源負(fù)極，則MOS場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，負(fù)載接通，相當(dāng)于電磁繼電器觸點(diǎn)閉合。[0027]如圖6所示本實(shí)用新型實(shí)施例2所述的直流固態(tài)繼電器的整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模 塊，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管為P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極與電流負(fù)極相 連接，所述二極管正極與MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，所述二極管的負(fù)極與MOS場(chǎng)效 應(yīng)管的源極相連接，驅(qū)動(dòng)原理同驅(qū)動(dòng)N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管相同。如圖7所示本實(shí)用新型實(shí)施例3所述的直流固態(tài)繼電器的整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模 塊，當(dāng)輸出電流較大，可以采用多個(gè)功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)輸出，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管 包括至少兩個(gè)并聯(lián)的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，每個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)管的柵極都與電流正極相 連接，每個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極之間都連接有一個(gè)二極管，所述二極管正極與該 MOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述二極管負(fù)極與該MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接。當(dāng)輸入端1、2電壓低至Zl截至電壓，壓控震蕩器不工作，R3兩端無(wú)浮動(dòng)電 壓，即Vgs = 0，MOS場(chǎng)效應(yīng)管不導(dǎo)通，負(fù)載斷開(kāi)，相當(dāng)于電磁繼電器觸點(diǎn)斷開(kāi)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí) 用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種直流固態(tài)繼電器，包括兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，其特征在于，還包括依次 連接的控制輸入動(dòng)作電壓的輸入控制模塊、僅高電平導(dǎo)通的壓控振蕩模塊、用于電容隔 離產(chǎn)生浮動(dòng)電壓的隔離元件模塊和整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊，所述兩個(gè)輸入端與輸入控制 模塊連接，整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊與所述兩個(gè)輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流固態(tài)繼電器，其特征在于，所述整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊 包括由四個(gè)二極管組成的橋式整流器、與所述橋式整流器并聯(lián)的電阻R3和MOS場(chǎng)效應(yīng) 管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極之間連接有二極管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和 源極分別與兩個(gè)輸出端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流固態(tài)繼電器，其特征在于，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管為N溝 道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極與電流正極相連接，所述二極管正極與MOS 場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述二極管負(fù)極與MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接；或所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管為P溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管柵極與電流負(fù)極 相連接，所述二極管正極與MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，所述二極管的負(fù)極與MOS場(chǎng) 效應(yīng)管的源極相連接；或所述MOS場(chǎng)效應(yīng)管包括至少兩個(gè)并聯(lián)的N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管，每個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng) 管的柵極都與電流正極相連接，每個(gè)MOS場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和源極之間都連接有一個(gè)二極 管，所述二極管正極與該MOS場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述二極管負(fù)極與該MOS場(chǎng)效 應(yīng)管的漏極相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的直流固態(tài)繼電器，其特征在于，所述輸入控制模 塊包括與非門(mén)、穩(wěn)壓二極管和電阻，所述穩(wěn)壓二極管的正極與非門(mén)的輸入端相連接，所 述穩(wěn)壓二極管負(fù)極與一個(gè)輸入端相連接，所述電阻位于另一個(gè)輸入端與與非門(mén)的輸入端 之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流固態(tài)繼電器，其特征在于，所述壓控振蕩模塊包括相互 串聯(lián)的兩個(gè)與非門(mén)、與前述兩個(gè)與非門(mén)并聯(lián)的與非門(mén)、電阻和電容，所述電阻一端與輸 入控制模塊的輸出端相連接，所述電阻的另一端與所述電容串聯(lián)連接，所述電容的另一 端連接于兩個(gè)相互串聯(lián)的與非門(mén)之間的結(jié)點(diǎn)處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的直流固態(tài)繼電器，其特征在于，所述壓控振蕩模 塊包括相互串聯(lián)的兩個(gè)與非門(mén)、與前述兩個(gè)與非門(mén)并聯(lián)的與非門(mén)、電阻和電容，所述電 阻一端與輸入控制模塊的輸出端相連接，所述電阻的另一端與所述電容串聯(lián)連接，所述 電容的另一端連接于兩個(gè)相互串聯(lián)的與非門(mén)之間的結(jié)點(diǎn)處。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種直流固態(tài)繼電器，主要是針對(duì)現(xiàn)有電磁式繼電器的不足，采用整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊取代電子開(kāi)關(guān)器件，避免因觸點(diǎn)切換時(shí)引起的觸點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，并避免觸點(diǎn)產(chǎn)生電弧，有效延長(zhǎng)了本實(shí)用新型的使用壽命，本實(shí)用新型所述的直流固態(tài)繼電器包括兩個(gè)輸入端、兩個(gè)輸出端、控制輸入動(dòng)作電壓的輸入控制模塊、僅高電平導(dǎo)通的壓控振蕩模塊、用于電容隔離產(chǎn)生浮動(dòng)電壓的隔離元件模塊和整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊，輸入端與輸入控制模塊連接，整流驅(qū)動(dòng)功率輸出模塊與輸出端連接。
文檔編號(hào)H03K17/785GK201797495SQ20102028831
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者廖志軍 申請(qǐng)人:廖志軍