本發(fā)明涉及固態(tài)繼電器應(yīng)用的工業(yè)和自動化設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種智能固態(tài)繼電器。

背景技術(shù)：

目前在工業(yè)和自動化設(shè)備領(lǐng)域中廣泛使用的固態(tài)繼電器，均是采用以單向或雙向可控硅芯片作為核心功率控制器件的基礎(chǔ)上，加上觸發(fā)控制電路組成一個電子開關(guān)器件統(tǒng)稱為固態(tài)繼電器，應(yīng)用于各類工業(yè)和自動化設(shè)備中用以替代傳統(tǒng)的電磁式接觸器。由于電磁式接觸器工作原理和特定的結(jié)構(gòu)問題，使得電磁式接觸器天然的存在著一些弊端，在電氣設(shè)備的使用過程中存在著很大的隱患，容易造成工作不可靠以及各種故障，觸點(diǎn)的灼熔或粘連甚至?xí)l(fā)火災(zāi)等災(zāi)害性的事故發(fā)生。同時現(xiàn)有的固態(tài)繼電器，雖然解決了電磁式接觸器特定的結(jié)構(gòu)問題，突破了電磁式接觸器的工作原理，但是同樣存在著明顯的缺陷和有待改進(jìn)和克服的問題。比如，由于是采用單向或雙向可控硅芯片作為核心功率控制器件，在工作中特別是在大功率負(fù)載的應(yīng)用中，可控硅會產(chǎn)生較大功耗和發(fā)熱等的問題，從而影響了固態(tài)繼電器工作的穩(wěn)定性和可靠性，固態(tài)繼電器損壞的形式往往是可控硅的熱擊穿以及負(fù)載的過流或泄露所造成。為了減少溫升在設(shè)計時會放大單向或雙向可控硅芯片功率容量，同時在使用中往往會要求用戶將固態(tài)繼電器額定功率對負(fù)載功率減額使用，由此造成了用戶的使用成本的增加，浪費(fèi)了固態(tài)繼電器的核心器件，單向或雙向可控硅芯片的實(shí)際使用價值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明一種智能固態(tài)繼電器，是為了解決現(xiàn)有的固態(tài)繼電器和電磁式接觸器所存在著明顯的缺陷，以及有待改進(jìn)和克服的問題，更好地在工業(yè)和自動化設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用，特別是在一些易燃易爆場合、濕熱和震動場合、開關(guān)頻繁切換場合、礦山和油氣田等需要防火防災(zāi)場合的使用，由于電磁式接觸器不易安全可靠地使用和電磁干擾等的問題。提供一種智能固態(tài)繼電器具有智能的識別負(fù)載的工作狀況，感知工作環(huán)境和條件的變化，從而采取主動限流與控溫措施，實(shí)現(xiàn)智能的對負(fù)載監(jiān)測和保護(hù)工作。

為了到達(dá)上述的發(fā)明目標(biāo)，提出如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明一種智能固態(tài)繼電器：是由一只金屬澆鑄或壓鑄成型的底座盒(1)與單向或雙向可控硅裸片(2)，在單向或雙向可控硅裸片(2)的底部復(fù)合有一層雙面覆銅陶瓷片(3)，單向或雙向可控硅裸片(2)的上層設(shè)有一個耐高溫絕緣隔離保護(hù)層(4)，在絕緣隔離保護(hù)層的(4)上設(shè)有單向或雙向可控硅的觸發(fā)和控制電路(5)，設(shè)有過流和過溫保護(hù)的自恢復(fù)保險絲(6)，通過(2)(5)(6)組成一個過流和過溫控制與觸發(fā)保護(hù)電路后，采用具有導(dǎo)熱特性的固化膠固化封裝成一體，與輸入端控制電路(7)上蓋盒(8)保護(hù)罩(9)組合成一個智能的電子開關(guān)或固態(tài)調(diào)壓器，其特征是所述的單向或雙向可控硅裸片(2)和(3)(1)采用熔焊成為一體后，與所述的觸發(fā)和控制電路(5)和自恢復(fù)保險絲(6)采用有熱傳導(dǎo)特性的環(huán)氧樹脂灌裝于底座盒(1)中固化，組合成一個整體的有自動熱平衡與過流過溫監(jiān)測和保護(hù)的可控硅功率保護(hù)器件，通過與所述的輸入端控制電路(7)構(gòu)成電路控制回路后，和上蓋盒(8)封裝構(gòu)成一個完整的智能固態(tài)繼電器。

所述的一種智能固態(tài)繼電器，底座盒(1)是采用鋁合金澆鑄或壓鑄成型的。

所述的一種智能固態(tài)繼電器，單向或雙向可控硅裸片(2)是一個未封裝的半成品裸露芯片。

所述的一種智能固態(tài)繼電器，雙面覆銅陶瓷片(3)的二面覆有用于熔焊的銅箔層。

所述的一種智能固態(tài)繼電器，輸入端控制電路(7)是一個電子開關(guān)控制電路或固態(tài)調(diào)壓器控制電路。

所述的一種智能固態(tài)繼電器，觸發(fā)和控制電路(5)和自恢復(fù)保險絲(6)組成單向或雙向可控硅芯片結(jié)溫的探測和控制保護(hù)電路。

本發(fā)明的有益效果：區(qū)別于現(xiàn)有的固態(tài)繼電器，本發(fā)明一種智能固態(tài)繼電器具有智能過流過溫的保護(hù)和自動熱平衡功能，通過監(jiān)測和控制單向或雙向可控硅芯片的結(jié)溫，可以有效提升和擴(kuò)大對單向或雙向可控硅芯片的安全使用效能范圍，經(jīng)過實(shí)測和現(xiàn)有的固態(tài)繼電器對比提升有效使用功率在30％以上。

附圖說明

圖1、是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖：

鋁合金底座盒(1)、可控硅裸片(2)、雙面覆銅陶瓷片(3)、絕緣隔離保護(hù)層(4)、觸發(fā)和控制電路(5)、自恢復(fù)保險絲(6)、輸入端控制電路(7)、上蓋盒(8)、保護(hù)罩(9)。

圖2、是本發(fā)明的俯視示意圖：

負(fù)載輸出端接線柱(10)、工作指示燈(11)、聲光或燈光報警指示(12)、輸入控制端接線柱(13)、產(chǎn)品類別銘牌(14)。

圖3、是本發(fā)明的觸發(fā)、控制和保護(hù)電路示意圖：

輸入控制端(A1)、直流或交流輸入模塊(A2)、電子開關(guān)電路或電子調(diào)壓電路模塊(A3)、光電隔離耦合器(A4)、負(fù)載控制端(B1)、負(fù)載控制端(B2)、觸發(fā)控制輸入端(B3)、雙向可控硅裸片(2)、觸發(fā)和控制電路(5)、自恢復(fù)保險絲(6)、工作指示燈(11)、聲光或燈光報警指示(12)。

具體實(shí)施方法

現(xiàn)有的固態(tài)繼電器損壞形式，往往是可控硅芯片過流和過溫所造成。當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)異常情況，發(fā)生短路或泄漏時，過量的電流通過可控硅芯片，會使芯片內(nèi)部的溫度快速上升。為了更好地傳導(dǎo)固態(tài)繼電器工作時所產(chǎn)生的熱量，以及保護(hù)可控硅芯片不被熱擊穿而損壞，對于固態(tài)繼電器的核心器件保護(hù)顯得尤為重要。本發(fā)明一種智能固態(tài)繼電器采用如下方案予以解決：

為了更好地傳導(dǎo)固態(tài)繼電器工作時所產(chǎn)生的熱量，優(yōu)選地，智能固態(tài)繼電器采用金屬澆鑄或壓鑄成型的底座盒(1)有利于可控硅功率器件的熱量傳導(dǎo)和散發(fā)。

為了更好和有效的減少雙面覆銅陶瓷片(3)與金屬底座盒(1)的接觸電阻值。優(yōu)選地，采用半成品裸露芯片通過高溫熔焊實(shí)現(xiàn)可控硅裸片(2)雙面覆銅陶瓷片(3)鋁合金底座盒(1)熔焊為一體后，與單向或雙向可控硅的觸發(fā)和控制電路(5)和自恢復(fù)保險絲(6)灌裝成一個整體的有自動熱平衡功能的，過流過溫監(jiān)測和保護(hù)功能的可控硅功率保護(hù)器件。

其中觸發(fā)和控制電路(5)和自恢復(fù)保險絲(6)是可控硅芯片的過流過溫監(jiān)測和保護(hù)電路，輸入端控制電路(7)可以有多種形式的方案可配合應(yīng)用；比如交流控制交流、直流控制交流的，以及固態(tài)調(diào)壓控制電路等等。觸發(fā)和控制電路(5)自恢復(fù)保險絲(6)，和輸入端控制電路(7)二者的電路連接采用光電隔離耦合器。

為了更好地實(shí)現(xiàn)和提升對可控硅芯片的有效使用效率。優(yōu)選地，采用觸發(fā)和控制電路(5)和自恢復(fù)保險絲(6)單向或雙向可控硅裸片(2)鋁合金底座盒(1)灌裝成一體，通過控制和調(diào)整單向或雙向可控硅芯片的結(jié)溫，與輸入端控制電路(7)配合實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的智能監(jiān)測和控制。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明的，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述的實(shí)施例的變化、變形都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。