固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器，其特征包括：5～24V直流電源、控制電壓輸入及光電耦合電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路、負(fù)載電路；所述的控制電壓輸入及光電耦合電路由電阻R1、光電耦合器IC1組成，光電耦合器IC1選用的型號為4N3或4N26；所述的場效應(yīng)管驅(qū)動電路由N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VT1、電阻R2、電阻R3和硅整流二極管D2組成；所述的負(fù)載電路由負(fù)載RL和硅整流二極管D1組成。本發(fā)明所述的固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器是一個電控隔離型直流控制開關(guān)，光電隔離絕緣電壓可達(dá)幾千伏，因MOSFET管的導(dǎo)通電阻很小，故具有開關(guān)損耗極小，工作電壓范圍寬、開關(guān)速度快等優(yōu)點，所以它有很寬的應(yīng)用范圍。
【專利說明】固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子技術(shù)和自動控制領(lǐng)域，是關(guān)于一種固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器。
【背景技術(shù)】
[0002]用固態(tài)繼電器作為電子開關(guān)，因其接通與斷開無機(jī)械接觸部件，所以它比電磁繼電器有著控制電流小、開關(guān)速度快、無觸點火花、無噪聲、可靠性高等特點。因此，固態(tài)繼電器在自動控制有著廣泛應(yīng)用。另外，它在化工、防爆、防潮、防腐蝕或需要與強(qiáng)電隔離等場合都可以應(yīng)用。
[0003]固態(tài)繼電器是一種由固態(tài)電子組件組成的無觸點控制開關(guān)，利用MOSFET管的開關(guān)特性，達(dá)到開關(guān)無觸點、無火花而接通或斷開負(fù)載為目的。因此，它被稱之為“無觸點電子開關(guān)”。
[0004]本發(fā)明所述的固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器由直流電壓控制部分、光電耦合器隔離部分及功率控制部分組成。根據(jù)實際應(yīng)用，它是一個電控隔離型直流控制開關(guān)，光電隔離絕緣電壓可達(dá)幾千伏，因MOSFET管的導(dǎo)通電阻很小，故它有著開關(guān)損耗極小，工作電壓范圍寬、開關(guān)速度快等優(yōu)點，所以它有很寬的應(yīng)用范圍。
[0005]以下詳細(xì)說明本發(fā)明所述的固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器在實施過程中所涉及的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的及有益效果:固態(tài)繼電器是一種由固態(tài)電子元件組成的無觸點控制開關(guān)，利用MOSFET管的開關(guān)特性，達(dá)到開關(guān)無觸點、無火花而接通或斷開負(fù)載為目的。因此，它被稱之為“無觸點電子開關(guān)”。本發(fā)明所述的固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器由直流電壓控制部分、光電耦合器隔離部分及功率控制部分組成。根據(jù)實際應(yīng)用，它是一個電控隔離型直流控制開關(guān)，光電隔離絕緣電壓可達(dá)幾千伏，因MOSFET管的導(dǎo)通電阻很小，故具有開關(guān)損耗極小，工作電壓范圍寬、開關(guān)速度快等優(yōu)點，所以它有很寬的應(yīng)用范圍。
[0007]電路工作原理:固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器由限流電阻R1、光電耦合器IC1、N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl及電阻R2、電阻R3、硅整流二極管Dl?D2組成，被驅(qū)動的負(fù)載RL可以是阻性負(fù)載，也可以是感性負(fù)載，如:直流無刷電動機(jī)、螺管線圈、電磁閥等。
[0008]在未加控制電壓時，光電稱合器ICl中的紅外發(fā)光二極管不發(fā)光,光電三極管截止，N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl也截止，負(fù)載RL無電不工作；當(dāng)加上控制電壓后，在有一定電流流經(jīng)光電稱合器ICl中的紅外發(fā)光二極管時，使光電稱合器ICl中的光電三極管飽和導(dǎo)通，光電三極管的Vce只有零點幾伏電壓，所以電阻R2兩端的電壓直接連接N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的柵極和源極，這時N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl導(dǎo)通，相當(dāng)于N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl開關(guān)閉合，負(fù)載RL得電工作。
[0009]在負(fù)載RL兩端并接I只硅整流二極管Dl是為防止感性負(fù)載在斷電瞬間產(chǎn)生的感應(yīng)電勢與直流電源電壓疊加而損壞N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VT1。
[0010]技術(shù)方案:固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器，它包括5?24V直流電源、控制電壓輸入及光電耦合電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路、負(fù)載電路，其特征在于:
[0011]控制電壓輸入及光電稱合電路:它由電阻R1、光電稱合器ICl組成,光電稱合器ICl選用的型號為4N3或4N26，電阻Rl的一端接控制電壓的正極V +，電阻Rl的另一端接光電耦合器ICl的第I腳，光電耦合器ICl的第2腳接控制電壓的負(fù)極V — ；
[0012]場效應(yīng)管驅(qū)動電路:它由N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl、電阻R2、電阻R3和硅整流二極管D2組成，N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的柵極接光電耦合器ICl的第4腳和電阻R2的一端，N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的源極和電阻R2的另一端接電路地GND，光電耦合器ICl的第5腳通過電阻R3接電路正極VCC，硅整流二極管D2的負(fù)極接N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的漏極，硅整流二極管D2的正極接電路地GND ；
[0013]負(fù)載電路:它由負(fù)載RL和硅整流二極管Dl組成，負(fù)載RL的一端和硅整流二極管Dl的負(fù)極接電路正極VCC，負(fù)載RL的另一端和硅整流二極管Dl的正極接N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的漏極；
[0014]5?24V直流電源的正極接電路正極VCC，5?24V直流電源的負(fù)極與電路地GND相連。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖是本發(fā)明提供的固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器一個實施例電路工作原理圖?！揪唧w實施方式】
[0016]按照附圖所示的固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器電路工作原理圖和【專利附圖】

【附圖說明】，并按照
【發(fā)明內(nèi)容】
所述的各部分電路中元器件之間連接關(guān)系，以及實施方式中所述的元器件技術(shù)參數(shù)要求和電路制作要點進(jìn)行實施即可實現(xiàn)本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)作進(jìn)一步的描述。
[0017]元器件的選擇及其技術(shù)參數(shù)
[0018]ICl為光電稱合器，選用的型號為4N3或4N26,光電稱合器選用DIP雙列直插式為6腳封裝，其絕緣電壓> 5000V，其中發(fā)光二極管的典型控制電壓1.2V，第3腳為空腳，第6腳懸空不用；
[0019]VTl為N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管，選用的型號為IRFZ22或FQP50N06，封裝形式為 T0-220 ；
[0020]Dl?D2為硅整流二極管，選用的型號為1N4001 ；
[0021]電阻全部采用RTX-1/4W型金屬膜電阻，電阻Rl的阻值為1ΚΩ ;電阻R2的阻值為IOK Ω ；電阻R3的阻值為5?IOK Ω。
[0022]電路制作要點與電路調(diào)試方法
[0023]因固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器的電路結(jié)構(gòu)比較簡單，一般情況下只要選用的電子元器件性能完好，并按照說明書附圖中的元器件連接關(guān)系進(jìn)行焊接，物理連接線及焊接質(zhì)量經(jīng)過仔細(xì)檢查正確無誤后，本發(fā)明的電路基本不需要進(jìn)行任何調(diào)試即可正常工作；
[0024]固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器的控制電壓的輸入范圍3?24V ;[0025]當(dāng)負(fù)載RL電流在5A以下時，N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的損耗較小，發(fā)熱量不大，可以不裝散熱片；若負(fù)載RL電流> 5A時，需要加裝一定尺寸的散熱片；
[0026]在負(fù)載RL通過電流達(dá)到5A時，在N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl所消耗的功率僅有0.11W，從而可以得知固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器的性能很好；
[0027]當(dāng)直流電源電壓在15V以下時，電阻R3可以略去不用；當(dāng)直流電源電壓為15?24V，電阻R3的阻值可在5?10ΚΩ范圍內(nèi)調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種固態(tài)寬電壓隔離型直流繼電器，它包括5?24V直流電源、控制電壓輸入及光電耦合電路、場效應(yīng)管驅(qū)動電路、負(fù)載電路，其特征在于: 所述的控制電壓輸入及光電稱合電路由電阻R1、光電稱合器ICl組成,光電稱合器ICl選用的型號為4N3或4N26，電阻Rl的一端接控制電壓的正極V十，電阻Rl的另一端接光電耦合器ICl的第I腳，光電耦合器ICl的第2腳接控制電壓的負(fù)極V —； 所述的場效應(yīng)管驅(qū)動電路由N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VT1、電阻R2、電阻R3和硅整流二極管D2組成，N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl選用的型號為IRFZ22，N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的柵極接光電耦合器ICl的第4腳和電阻R2的一端，N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的源極和電阻R2的另一端接電路地GND，光電耦合器ICl的第5腳通過電阻R3接電路正極VCC，硅整流二極管D2的負(fù)極接N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的漏極，硅整流二極管D2的正極接電路地GND ； 所述的負(fù)載電路由負(fù)載RL和硅整流二極管Dl組成，負(fù)載RL的一端和硅整流二極管Dl的負(fù)極接電路正極VCC，負(fù)載RL的另一端和硅整流二極管Dl的正極接N溝道增強(qiáng)型大功率場效應(yīng)管VTl的漏極； 所述的5?24V直流電源的正極接電路正極VCC，5?24V直流電源的負(fù)極與電路地GND相連。
【文檔編號】H03K17/785GK103647540SQ201310737060
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】周蕓 申請人:周蕓