專利名稱：自控式智能固體繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體繼電器，具體涉及一種不用“INPUT”。引出多個智能控制端子CONTROL及COM ( —)的新型固體繼電器。
背景技術(shù)：
固體繼電器的優(yōu)點在于:無觸點控制，可靠性好何用電子電路控制，低壓、安全、省電、省器材、無響聲，但現(xiàn)有固體繼電器的缺點是:必須提供直流“INPUT”，僅有以小控大的“繼電功能”，所以應用很不普及。觸點式繼電器的優(yōu)點在于:它可以擴充觸點數(shù)量，借助其常開、常閉觸點，可以實現(xiàn)各種自動控制功能，特別是時間繼電器，沒有固體繼電器可以代替。但是它的缺點太多:體積大、用料多、耗電大、控制回路高壓不安全，觸點打火，器材粗笨、損耗大，工作可靠性差:許多因素都可能引起觸點接觸不良而失控，聯(lián)線多而復雜…，總之很不“低碳化”，但卻普遍用它。

發(fā)明內(nèi)容
為改變現(xiàn)今龐大、耗材、耗能、耗工的強電控制式的電機控制系統(tǒng)，使之“低碳化”，發(fā)明“自控式智能固體繼電器”。綜合固體繼電器和觸點式繼電器的優(yōu)點，克服缺點，將電機控制系統(tǒng)的二次控制回路電子化、智能化、語言化、長壽化、省電省料化、微型化、固體化…總之“低碳化”，并可用電腦監(jiān)控管理?！白钥厥街悄芄腆w繼電器”的特點是:不用“INPUT”，內(nèi)部的電子控制電路引出多個智能控制端子“CONTROL”:開、點、關(guān)、沿開、沿關(guān)、禁開、禁關(guān)、延時等及C0M( —)，任一智能控制端子與C0M( — )端子相聯(lián)(或相觸)，便于可實現(xiàn)相應的功能。內(nèi)部控制電路的電源取自本可控硅開關(guān)的壓降(小于2.5Vac)?？刂齐姍C時，將它的輸出“OUTPUT”串聯(lián)220伏或380伏交流電源和交流接觸器線圈(多電機控制系統(tǒng)可采用多路式的)，用微型按鈕和各接觸器的輔助觸點，聯(lián)結(jié)各相關(guān)端子，便可實現(xiàn)如:多處開、點、?？刂疲慌潘詣涌刂疲徽?、反?？刂?Υ-Λ啟動控制；延時；順序；邏輯等各種自動控制，而無需任何中間電器；用電腦監(jiān)控管理，可借助光耦開關(guān)；它可以取代或輔助可編程邏輯控制器PLC工作。由于聯(lián)通的是電子輸入回路，對器材毫無損害，不打火，不電人、不怕短路、安全、長壽、器材可微型化。由于智能化，語言化，聯(lián)線非常簡化；雖然控制有觸點參與，但功能是由電子電路完成，如“自鎖”，并不依賴“自鎖”觸點維持，只是用觸點觸發(fā)一下“開”端子，所以工作可靠性好。
四


圖(一)現(xiàn)有固體繼電器示意(二)自控式智能固體繼電器示意(三)自控式智能固體繼電器的內(nèi)部電路框(四)自控式 智能固體繼電器的可控硅開關(guān)及電源電路圖
圖(五)自控式智能固體繼電器的內(nèi)部控制電路(六)自控式智能固體繼電器的應用范例(a)多處開、點、?？刂?b)排水自動控制(C)多臺邏輯關(guān)系控制(d)正反轉(zhuǎn)控制(e) Y- Δ啟動控制
五具體實施方案結(jié)合附圖(一)至圖(六)加以說明“自控式智能固體繼電器”內(nèi)含可控硅開關(guān)、電源電路、控制電路及多個智能控制端子及COM ( —)端子。1.可控硅開關(guān)電路由雙向可控硅ΒΤ、單向可控硅SCR、整流橋、電阻RQ1、RQ2、Re組成，整流橋的交流側(cè)串聯(lián)電阻Rtll,聯(lián)接在可控硅BT的第一陽極與控制極之間，橋的直流側(cè)接可控硅SCR的陽極和陰極，電阻Rtl2聯(lián)接在可控硅BT的控制極與第二陽極之間，電阻Re聯(lián)接在可控硅SCR的控制極G與陰極之間，可控硅BT的兩個陽極引出兩“OUTPUT”端子；當可控硅SCR被觸發(fā)導通后，整流橋?qū)?，為可控硅BT提供觸發(fā)電流，BT導通。2.電源電路由電阻RpR2，電容CpC2，二極管DpD2，穩(wěn)壓管WZ組成，電源電路的輸入由橋的直流側(cè)，即可控硅SCR的陽極和陰極引出，正極接兩串聯(lián)支路，一路是電阻R1與二極管D1串聯(lián)的靜態(tài)供電支路，另一支路是電容C1與電阻R2相串聯(lián)的動態(tài)供電支路，兩支路并聯(lián)點接穩(wěn)壓管WZ的負極和二級管D2的正極，穩(wěn)壓管WZ的正極接電源負極，二極管D2的負極接電容C2的正極，C2的負極接電源負極，電源的負極引出COM( —)端子；電源電路的輸入電壓取自可控硅SCR的工作壓降，即取決于可控硅BT的工作壓降，經(jīng)并聯(lián)支路降壓限流、穩(wěn)壓管WZ穩(wěn)壓電容(:2濾波，而獲得直流電壓。靜態(tài)時，可控硅BT、SCR末導通，電源電路的輸入電壓為220伏或380伏整流全波，此時的降壓限流任務由電阻R1與二級管D1串聯(lián)支路(靜態(tài)供電支路)擔當，電容C1與電阻R2串聯(lián)支路幾乎不起作用，電容C1只是被充電至接近峰值后，起“隔直”作用，因為電阻R1的阻值很大(兆歐級)，電容C1幾乎不放電；當可控硅BT、SCR被觸發(fā)導通后，其工作電壓變得很低，可控硅BT的工作壓降低于2.5vac，此時電阻&與二極管D1的串聯(lián)支路由于阻值太大，已不起作用，而電容C1與電阻R2的串聯(lián)支路則擔當著動態(tài)供電任務，它是這樣工作的:在可控硅BT、SCR過零截止期間，電源經(jīng)電容C1、電阻R2、二極管D2給電容C2充電；在可控硅SCR、導通期間，電容C1經(jīng)可控硅BT、SCR、穩(wěn)壓管WZ、電阻R2迅速放電，如此反復地充電和放電，充放電頻率即整流全波脈動頻率100HZ，不斷地給電容C2充電，使源電路維持一定的直流電壓，即控制電路的工作電壓。

3.控制電路控制電路由點動電路、開電路、關(guān)電路、延時電路及引出的智能控制端子組成:「點動電路」含晶體管T1，及其基極射極間聯(lián)接電阻Re1、基極電阻Rbi引出“點動”端子，集電極電阻Ra串聯(lián)正向二級管D3去可控硅SCR的控制極G ；當“點動”端子與C0M( — )相聯(lián)時，晶體管T1導通，給可控硅SCR提供觸發(fā)電流，可控硅BT、SCR導通?！搁_電路」由晶體管T2、T3構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路，電阻Rk為晶體管T2的基射極間聯(lián)接電阻，T2的集電極電阻Rc2串正向二級管D4去可控硅SCR的控制極G，T2的基極電阻Rb2引出“開”端子，T3的基極電阻Rb3與T2的集電極相聯(lián)，T3的集電極電阻Rra與T2的基極相聯(lián)，“開”端子聯(lián)接電阻Rk2與電容Ck的并聯(lián)電路，引出“沿開”端子；當“開”端子或“沿開”端子與C0M( — )端子相聯(lián)或相觸時，晶體管T2導通，使可控硅SCR、BT導通，晶體管T3導通，為晶體管T2提供維持基流而實現(xiàn)“自鎖”，“沿開”端子與“開”端子的不同在于，“沿開”端子只是在微分波前沿起作用。「關(guān)電路」關(guān)電路含晶體管T4、T5,T4晶體管的集電極與晶體管T2的基極相聯(lián)，T5的集電極與T4的基極相聯(lián)，電阻RE4、Re5分別為晶體管T4、T5的集、基間聯(lián)接電阻，T4的基極串電阻Rb4引出“關(guān)”端子，再接電阻Rk4與電容Ck4的并聯(lián)電路，引出“沿關(guān)”端子，T5W基極串電阻Rb5引出“禁關(guān)”端子，由于可控硅SCR的控制極G引出正向二極管D6, “關(guān)”端子引出正向二極管D7, D6、D7的負端相聯(lián)結(jié)，引出“禁開”端子；當“關(guān)”端子或“沿關(guān)”端子與C0M( — )端子相聯(lián)或相觸時，晶體管T4導通，迫使開電路中晶體管T2截止T3截止，可控硅SCR、BT關(guān)斷，“關(guān)”與“沿關(guān)”的不同之處在于，“沿關(guān)”功能只是微分波前沿起作用。當“禁關(guān)”端子與COM( —)相聯(lián)時，晶體管15導通，使晶體管T4無法導通，也就無法實現(xiàn)“關(guān)”功能。當“禁 開”端子與C0M( — )端子相聯(lián)時，使晶體管T4導通，晶體管T2、T3截止，可控硅SCR、BT關(guān)斷，同時由于可控硅SCR的控制極G經(jīng)二極管D6聯(lián)COM( —)，控制信號旁路，因此無論是“點動”還是“開”都無法使可控硅SCR、BT開通?！秆訒r電路」由晶體管 T6、T7 電阻 RE6、RB6、Rk6, Rb7, Rc7, Rgt, Rt, 二極管 D8、D9, D10,電容CK6、Ct，及定時電路組成，晶體管T6、T7電阻RE6、RB6、RK6、RB7、R ，二極管D8,電容Ck6構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路，及其觸發(fā)電路；定時電路，電阻Rt、Rct，電容Ct，二極管D9、D1(i構(gòu)成延時電路，定時電路是用555時基芯片作雙穩(wěn)態(tài)聯(lián)結(jié)，其電源取自晶體管T6的集電極，電容Ct電陽Rt為其阻容輸入，定時電路的輸出端TO串電阻Rct和二極管D9正向去可控硅SCR的控制極G，輸出端TO接二極管Dltl的負極，D10的正極去晶體管T7的基極；當“延時”端子與COM( —)端子相聯(lián)或相觸時，晶體管T6、T7導通，并“自鎖”，晶體管T6為定時電路提供電源，定時電路開始工作，起初由于電容Ct未得充電，定時電路的輸入T為低電平，輸出端TO為高電平，經(jīng)電阻ReT 二極管D9觸發(fā)可控硅SCR、BT，使之開通。隨著電容Ct被充電，致使輸入端T的電位高于上限閾值(2/3電源電壓)時，輸出端TO變?yōu)椤癘”電平，可控硅SCR、BT關(guān)斷。同時，二極管Dltl通使晶體管T7的基極鉗位于“O”電平而截止，晶體管T6也截止定時電路失去電源而停止工作。再加以說明的是，為盡量減小靜態(tài)耗損，優(yōu)選的各組成電路在靜態(tài)時都處于不工作狀態(tài)，不取用電流，只有電源電路工作，其靜態(tài)耗損功率小于0.02瓦。
權(quán)利要求
1.“自控式智能固體繼電器”其特征在于:內(nèi)含可控硅開關(guān)、電源電路、控制電路及多個智能控制端子及COM (-)端子； (I)、可控硅開關(guān)電路由雙向可控硅BT、單向可控硅SCR、整流橋、電阻IV、R02, Rg組成，整流橋的交流側(cè)串聯(lián)電阻Rtll,聯(lián)接在可控硅BT的第一陽極與控制極之間，橋的直流側(cè)接可控硅SCR的陽極和陰極，電阻Rtl2聯(lián)接在可控硅BT的控制極與第二陽極之間，電阻Re聯(lián)接在可控硅SCR的控制極G與陰極之間，可控硅BT的兩個陽極引出兩“OUTPUT”端子； ⑵、電源電路由電阻RpR2,電容Cp C2，二極管Dp D2，穩(wěn)壓管WZ組成，電源電路的輸入由橋的直流側(cè)，即可控硅SCR的陽極和陰極引出，正極接兩串聯(lián)支路，一路是電阻R1與二極管01串聯(lián)的靜態(tài)供電支路，另一支路是電容C1與電阻R2相串聯(lián)的動態(tài)供電支路，兩支路并聯(lián)點接穩(wěn)壓管WZ的負極和二級管D2的正極，穩(wěn)壓管WZ的正極接電源負極，二極管D2的負極接電容C2的正極，C2的負極接電源負極，電源的負極引出COM(-)端子； (3)、控制電路 控制電路由點動電路、開電路、關(guān)電路、延時電路及引出的智能控制端子組成: [點動電路]含晶體管T1，及其基極射極間聯(lián)接電阻Re1、基極電阻Rbi引出“點動”端子，集電極電阻Ra串聯(lián)正向二級管D3去可控硅SCR的控制極G ； [開電路]由晶體管T2、T3構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路，電阻Re2為晶體管T2的基射極間聯(lián)接電阻，T2的集電極電阻Rc2串正向二級管D4去可控硅SCR的控制極G，T2的基極電阻Rb2引出“開”端子，T3的基極電阻Rb3與T2的集電極相聯(lián)，T3的集電極電阻Rra與T2的基極相聯(lián)，“開”端子聯(lián)接電阻Rk2與電容Ck的并聯(lián)電路，引出“沿開”端子； [關(guān)電路]關(guān)電路含晶體管T4、T5，T4晶體管的集電極與晶體管T2的基極相聯(lián)，T5的集電極與T4的基極相聯(lián)，電阻RE4、Re5分別為晶體管T4、T5的集、基間聯(lián)接電阻，T4的基極串電阻Rb4引出“關(guān)”端子 ，再接電阻Rk4與電容Ck4的并聯(lián)電路，引出“沿關(guān)”端子，Τ5的基極串電阻Rb5引出“禁關(guān)”端子，由于可控硅SCR的控制極G引出正向二極管D6，“關(guān)”端子引出正向二極管D7，D6、D7的負端相聯(lián)結(jié)，引出“禁開”端子；[延時電路]由晶體管 T6、T7 電阻 RE6、RB6、Rk6, Rb7, RC7、Rgt, Rt, 二極管 D8、D9、D10,電容CK6> CT,及定時電路組成，晶體管T6、T7電阻RE6、RB6、Rk6, Rb7, Rc7, 二極管D8,電容Ck6構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路，及其觸發(fā)電路；定時電路，電阻Rt、Rct，電容Ct，二極管D9、D1(i構(gòu)成延時電路，定時電路是用555時基芯片作雙穩(wěn)態(tài)聯(lián)結(jié)，其電源取自晶體管T6的集電極，電容Ct電阻Rt為其阻容輸入，定時電路的輸出端TO串電阻Rct和二極管D9正向去可控硅SCR的控制極G，輸出端TO接二極管Dltl的負極，Dltl的正極去晶體管T7的基。極。
全文摘要
自控式智能固體繼電器是一種新型的固體繼電器，它的特點是不用“INPUT”，引出多個智能控制端子“CONTROL”開、關(guān)、點動、禁開、延時…等及COM(一)，任一控制端子與COM(一)端子相聯(lián)或相觸，便可實現(xiàn)相應的功能?？刂齐姍C時，將“OUTPUT”端子串聯(lián)220伏或380伏交流電源和接觸器線圈，多電機控制系統(tǒng)可采用多路的，用微型按鈕和接觸器的輔助觸點與相關(guān)端子聯(lián)接，便可實現(xiàn)各種自動控制。由于聯(lián)通的是電子電路的輸入，電流微安級、電壓毫伏級，對觸點、按鈕沒有損害，器材可微型化；用電腦監(jiān)控管理，可通過光耦開關(guān)。它將二次控制電路電子化、智能化、語言化、固態(tài)化，可取代龐大、耗材、耗能、耗工的繼電接觸器控制系統(tǒng)，使之“低碳化”，可取代或輔助可編程邏輯控制器PLC。
文檔編號H03K17/72GK103248348SQ20121002892
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月10日
發(fā)明者成愛林 申請人:成愛林