專利名稱：小型大功率密封直流固體繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型大功率直流固體繼電器。
背景技術(shù)：
固體繼電器是繼電器領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，其內(nèi)部全部由固體組件組成，與傳統(tǒng) 電磁繼電器相比，內(nèi)部沒(méi)有活動(dòng)零部件，具有可靠性高、壽命長(zhǎng)、耐振動(dòng)、沖擊性好的特點(diǎn)， 在可靠性要求高、環(huán)境惡劣的應(yīng)用條件下大有替換電磁繼電器的趨勢(shì)?，F(xiàn)有的固體繼電器 主要為環(huán)氧樹(shù)脂灌封結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，負(fù)載能力小，散熱性能差，不能滿足航空、航天、船舶、兵器、 核工業(yè)等領(lǐng)域的使用要求。且40A以上的小型大功率固體繼電器目前也無(wú)密封型產(chǎn)品
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題設(shè)計(jì)一種小型大功率密封直流固體繼電器，采用兩層結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)，體積小、負(fù)載電流大，壽命長(zhǎng)，環(huán)境適應(yīng)性能好、可靠性高，泄漏率< IXlO-1Pa. cm3/
So本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種小型大功率密封直流固體繼電器，所述繼電器由金 屬外殼、金屬蓋板、控制電路及功率輸出電路構(gòu)成，功率輸出電路設(shè)置在金屬外殼的底層， 控制電路設(shè)置在金屬外殼的頂層，金屬蓋板密封固定在金屬外殼的頂部；金屬外殼的后端 面上密封安裝有兩個(gè)輸入端子，前端面上密封安裝有兩個(gè)輸出端子，且兩個(gè)輸入端子與控 制電路的輸入端連接，控制電路的輸出端與功率輸出電路的輸入端連接，功率輸出電路的 輸出端與兩個(gè)輸出端子連接。所述控制電路由輸入回路、高頻振蕩回路、變壓器隔離電路及輸出控制回路組成； 輸入回路的輸入端分別與兩個(gè)輸入端子連接，輸出端接高頻振蕩回路的輸入端，高頻振蕩 回路的輸出端接變壓器隔離電路的輸入端，變壓器隔離電路的輸出端接輸出控制回路的輸 入端，輸出控制回路的輸出端接功率輸出電路的輸入端，功率輸出電路的輸出端分別與兩 個(gè)輸出端子連接。所述金屬蓋板在氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境下采用熔焊密封封裝方式固定在金屬外殼的頂部。所述功率輸出電路由功率場(chǎng)效應(yīng)管V7、V8、V9、V10組成，且V7、V8反串聯(lián)連接，V9、 VlO反串聯(lián)連接，V7、V9并聯(lián)連接，V8、V10并聯(lián)連接。所述輸入端子和輸出端子均通過(guò)玻璃絕緣子固定在金屬外殼的前后端面上。所述功率場(chǎng)效應(yīng)管V7、V8、V9、VlO均通過(guò)陶瓷基板固定在金屬外殼的底面上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和效果1、本發(fā)明內(nèi)部電路采用上下兩層結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)調(diào)試方便，體積小， 80. 5mmX60mmX21. 5mm max。2、本發(fā)明金屬外殼與金屬蓋板在氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境下采用熔焊密封封裝方式，且輸入 端子和輸出端子均通過(guò)玻璃絕緣子燒結(jié)密封安裝，可靠性高，耐惡劣環(huán)境能力強(qiáng)，密封性 好，泄漏率彡1 X ICT1Pa. cmVso
3、本發(fā)明功率場(chǎng)效應(yīng)管均通過(guò)陶瓷基板焊接固定在金屬外殼的底面上，通過(guò)金屬 外殼傳導(dǎo)散熱，散熱性能好，負(fù)載能力強(qiáng)。負(fù)載能力50VDC/50A。4、本發(fā)明采用兩個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管V7、V9并聯(lián)連接，并在V7、V9的S極上反向串聯(lián) 兩個(gè)同型號(hào)場(chǎng)效應(yīng)管V8、VlO作為二極管使用，組成大電流單向輸出電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)單向?qū)?電性。


圖1為本發(fā)明的外形圖，圖2為本發(fā)明前端面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖1的A-A剖視圖，圖4為本發(fā)明的電路方框圖， 圖5為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖1、2、3、4、5描述本發(fā)明的一種實(shí)施例。一種小型大功率密封直流固體繼電器，由金屬外殼1、金屬蓋板4、控制電路7及功 率輸出電路8構(gòu)成，功率輸出電路8設(shè)置在金屬外殼1的底層，控制電路7設(shè)置在金屬外殼 1的頂層，金屬蓋板4在氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境下采用熔焊密封封裝方式固定在金屬外殼1的頂部， 使金屬殼體內(nèi)充滿高純度氮?dú)?。金屬外?的后端面上通過(guò)玻璃絕緣子3燒結(jié)密封安裝有 兩個(gè)輸入端子5，前端面上通過(guò)玻璃絕緣子3燒結(jié)密封安裝有兩個(gè)輸出端子6。金屬外殼1 的外部四角設(shè)置有四個(gè)安裝孔9?？刂齐娐?為由分立組件組成的印制板電路，由輸入回路、高頻振蕩回路、變壓器 隔離電路及輸出控制回路組成；輸入回路的輸入端分別與兩個(gè)輸入端子5連接，輸出端接 高頻振蕩回路的輸入端，高頻振蕩回路的輸出端接變壓器隔離電路的輸入端，變壓器隔離 電路的輸出端接輸出控制回路的輸入端，輸出控制回路的輸出端接功率輸出電路8的輸入 端，功率輸出電路8的輸出端分別與兩個(gè)輸出端子6連接。功率輸出電路8由功率場(chǎng)效應(yīng)管￥7、￥8、￥9、￥10組成，且￥7、￥8反串聯(lián)連接，乂9、 VlO反串聯(lián)連接，V7、V9并聯(lián)連接，V8、VlO并聯(lián)連接。功率場(chǎng)效應(yīng)管V7、V8、V9、VlO均通過(guò) 陶瓷基板2焊接固定在金屬外殼1的底面上。本發(fā)明為一組單向常開(kāi)輸出密封直流固體繼電器，輸出電流50A，具有單向輸出電 路結(jié)構(gòu)、負(fù)載電流大、體積小(80. 5X60X21. 5mm3)、環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)良、可靠性高。工作原理輸入端子5施加控制信號(hào)時(shí)，經(jīng)輸入回路輸入的直流信號(hào)經(jīng)高頻振蕩 回路產(chǎn)生高頻信號(hào)，高頻信號(hào)通過(guò)變壓器隔離電路耦合后產(chǎn)生的交流信號(hào)再經(jīng)過(guò)輸出控制 回路整流提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)功率場(chǎng)效應(yīng)管動(dòng)作，輸出端處于導(dǎo)通狀態(tài)，帶動(dòng)負(fù)載運(yùn) 行。本發(fā)明輸出電流為50A，且為單向?qū)щ娸敵鲭娐贰闈M足本發(fā)明在大電流下可靠工作以 及實(shí)現(xiàn)單向?qū)щ娸敵鲂阅?，本發(fā)明采用兩個(gè)90A的功率場(chǎng)效應(yīng)管V7、V9并聯(lián)連接，并在V7、 V9的S極上反向串聯(lián)兩個(gè)同型號(hào)場(chǎng)效應(yīng)管V8、VlO作為二極管使用，組成大電流單向輸出 電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)單向?qū)щ娦浴１景l(fā)明采用MOSFET管輸出，由于MOSFET管的S、D極為二極管 特性，二極管電流參數(shù)和電壓參數(shù)與MOSFET管參數(shù)相同，能與MOSFET管D、S正向?qū)〞r(shí)匹配使用，所以選用同型號(hào)MOSFET管作為二極管使用， 實(shí)現(xiàn)單向?qū)щ姷囊蟆?br> 權(quán)利要求
一種小型大功率密封直流固體繼電器，其特征是所述繼電器由金屬外殼(1)、金屬蓋板(4)、控制電路(7)及功率輸出電路(8)構(gòu)成，功率輸出電路(8)設(shè)置在金屬外殼(1)的底層，控制電路(7)設(shè)置在金屬外殼(1)的頂層，金屬蓋板(4)密封固定在金屬外殼(1)的頂部；金屬外殼(1)的后端面上密封安裝有兩個(gè)輸入端子(5)，前端面上密封安裝有兩個(gè)輸出端子(6)，且兩個(gè)輸入端子(5)與控制電路(7)的輸入端連接，控制電路(7)的輸出端與功率輸出電路(8)的輸入端連接，功率輸出電路(8)的輸出端與兩個(gè)輸出端子(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型大功率密封直流固體繼電器，其特征是所述控制電路 (7)由輸入回路、高頻振蕩回路、變壓器隔離電路及輸出控制回路組成；輸入回路的輸入端 分別與兩個(gè)輸入端子(5)連接，輸出端接高頻振蕩回路的輸入端，高頻振蕩回路的輸出端 接變壓器隔離電路的輸入端，變壓器隔離電路的輸出端接輸出控制回路的輸入端，輸出控 制回路的輸出端接功率輸出電路(8)的輸入端，功率輸出電路(8)的輸出端分別與兩個(gè)輸 出端子(6)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型大功率密封直流固體繼電器，其特征是所述金屬蓋板 (2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)環(huán)境下采用熔焊密封封裝方式固定在金屬外殼(1)的頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的小型大功率密封直流固體繼電器，其特征是所述 功率輸出電路⑶由功率場(chǎng)效應(yīng)管￥7、￥8、￥9、￥10組成，且￥7、￥8反串聯(lián)連接，￥9、￥10反 串聯(lián)連接，V7.V9并聯(lián)連接，V8、V10并聯(lián)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的小型大功率密封直流固體繼電器，其特征是所述 輸入端子(5)和輸出端子(6)均通過(guò)玻璃絕緣子(3)固定在金屬外殼(1)的前后端面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小型大功率密封直流固體繼電器，其特征是所述功率場(chǎng)效 應(yīng)管V7、V8、V9、V10均通過(guò)陶瓷基板⑵固定在金屬外殼(1)的底面上。
全文摘要
一種小型大功率密封直流固體繼電器，由金屬外殼、金屬蓋板、控制電路及功率輸出電路構(gòu)成，功率輸出電路設(shè)置在金屬外殼的底層，控制電路設(shè)置在金屬外殼的頂層，金屬蓋板密封固定在金屬外殼的頂部；金屬外殼的后端面上密封安裝有兩個(gè)輸入端子，前端面上密封安裝有兩個(gè)輸出端子，且兩個(gè)輸入端子與控制電路的輸入端連接，控制電路的輸出端與功率輸出電路的輸入端連接，功率輸出電路的輸出端與兩個(gè)輸出端子連接。本發(fā)明采用兩層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，體積小、負(fù)載電流大，壽命長(zhǎng)，環(huán)境適應(yīng)性能好、可靠性高，泄漏率≤1×10-1Pa.cm3/s。
文檔編號(hào)H03K17/72GK101867359SQ201010209069
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者朱煜, 梁海梅, 陳向東 申請(qǐng)人:陜西群力電工有限責(zé)任公司