專利名稱:固態(tài)繼電器的制作方法
本實用新型屬于一種磁隔離的固態(tài)繼電器。
現(xiàn)有技術(shù)中磁隔離固態(tài)繼電器驅(qū)動功率大，例如西歐TeIedyne公司生產(chǎn)的TeIedyne613－1、613－4型固體繼電器，驅(qū)動電壓最小4伏特，驅(qū)動電流最小4.5毫安，體積大，售價高，通常不能在印刷電路板上直接安裝由以5伏特電壓為公共電源的芯片或其它邏輯電路輸出端所驅(qū)動，光電隔離的固體繼電器因其體積小，信號單向傳輸，易于采用hvic技術(shù)生產(chǎn)，但其價格昂貴，制造困難，一般都采用開關(guān)漏電流提供同步觸發(fā)信號，例如日本專利公開昭和54－54265、昭和58－51450，因而開關(guān)漏電流大，在小電流負(fù)載下使用不便。
本實用新型的目的是在保證價格低的前提下制造一種能克服上述固態(tài)繼電器不足之處的、靈敏的、體積小至能在印刷電路板上安裝由微型計算機芯片或其它邏輯電路輸出端直接驅(qū)動的可靠的一種磁隔離固態(tài)繼電器。
本實用新型的解決方案在于輸入穩(wěn)壓器，脈沖振蕩器、隔離器共同由以一只晶體三極管為核心的自帶穩(wěn)壓作用的六只電子元件所組成；其中變壓器正反饋晶體管間隙脈沖振蕩器(以下簡稱脈沖振蕩器)的正反饋線圈與晶體三極管基極之間跨接一只晶體二極管，以此向晶體三極管基極提供偏壓，反饋信號通路和使晶體三極管集電極在靜態(tài)時恒有比基極高一個PN結(jié)正向壓降的工作電壓；一個電阻從直流信號輸入正端連接至晶體三極管的負(fù)載線圈與正反饋線圈的連接點上，這個電阻通過正反饋線圈與晶體二極管、晶體三極管發(fā)射結(jié)組成二極晶體管正向連接的串聯(lián)穩(wěn)壓器，在輸入控制信號電壓變化幾倍的情況下向脈沖振蕩器提供1伏特左右的穩(wěn)定工作電壓，并在輸入端建立起一個1伏特左右的啟動電壓，在這個電壓下控制輸入端沒有電流流入電路，在這個電壓以上時，則全部電流輸入脈沖振蕩電路，因而增大了控制信號電流的利用率，提高了本實用新型的靈敏度；本實用新型共有八個電路零件，脈沖變壓器各線圈繞在橫切面3－4平方毫米，平均磁路在15－22mm的高初始導(dǎo)磁率的錳鋅鐵氧體上，因而組裝體積很小，由于電路間間隔小，隔離電壓高，部分使用了硅橡膠灌封。
本實用新型以下通過方框圖附圖1和線路圖附圖2加以進(jìn)一步說明。
附圖1中1是輸入穩(wěn)壓器，2是脈沖振蕩器，3是隔離器，4是可控硅交直流開關(guān)。
附圖2中晶體三極管BG集電極接有負(fù)載線圈L1，與之串接的正反饋線圈L2通過晶體二極管D與晶體三極管BG基極相連，二極晶體管D正極端與晶體管集電極之間接有配諧電容C2，晶體三極管BG處于共發(fā)射結(jié)連接組態(tài)，公共地端N與脈沖振蕩器電源正端A間接有退耦和提供交流通路的電容C1，控制信號＋端通過電阻R1接在A上，這樣構(gòu)成了脈沖振蕩器和輸入穩(wěn)壓器；脈沖變壓器MB中的可控硅觸發(fā)線圈L3通過磁場與振蕩器耦合，這是隔離器；交直流開關(guān)由雙向可控硅BCR與并聯(lián)保護(hù)壓敏元件R(u)組成，負(fù)載ZL可通過可控硅交直流開關(guān)接自交直流高壓電源。
電路是這樣工作的。當(dāng)控制端＋、－端接有1.4伏特左右的控制信號時，控制電流將通過電阻R1對電容c1進(jìn)行指數(shù)充電，當(dāng)充到1伏特左右電壓時即向間隙脈沖振蕩器提供工作電流使其產(chǎn)生間隙振蕩。由電路可以看出從有控制信號到振蕩產(chǎn)生的延遲時間約等于時間常數(shù)R1C1秒，向振蕩器提供的工作電流為 (Usr-Uan)/(R1)安培，脈沖變壓器MB中的觸發(fā)線圈L3通過磁場從間隙振蕩器中取出觸發(fā)信號加至雙向可控硅BCR的門極使其導(dǎo)通，當(dāng)輸入控制信號小于1伏特時電源不能流入間隙脈沖振蕩器，沒有觸發(fā)信號加至雙向可控硅門極，當(dāng)陽極電壓過零時雙向可控硅則自行關(guān)斷。由于觸發(fā)能量來自控制信號，阻斷時的開關(guān)漏電流僅為雙向可控硅的漏電流和流過壓敏保護(hù)元件R(u)的電流。還可以看出，當(dāng)輸入控制信號電壓在5V以下時，即使連接極性接錯，由于晶體三極管BG的集電極與發(fā)射極之間的反向擊穿電壓大于5V，是不會損壞本實用新型和引起輸出控制信號的器件過載。
按照上述方案制成的固態(tài)繼電器，觸發(fā)靈敏，體積小，能直接安裝在印刷電路板上被微型計算機芯片或其它邏輯電路的輸出端直接驅(qū)動，漏電流小，可靠，成本低廉。
當(dāng)電路中電阻R1為270Ω，C1為2.2μF，二極晶體管D、三極晶體管都選用超小型高速開關(guān)管，脈沖變壓器MB采用橫切面為3－4mm2、平均磁路為15－22mm的高初始導(dǎo)磁錳鋅鐵氧體，其中各線圈L1、L2、L3變比為111.1，雙向可控硅BCR為法國湯姆遜公司的TLC386A時則為本實用新型的一較佳實施例。其主要指標(biāo)可達(dá)驅(qū)動電壓1.4——5V 驅(qū)動電流1－10mA最小驅(qū)動電流≯1.5mA 導(dǎo)通壓降≤2V通斷速度≤10ms(用于50Hz交流電時)斷態(tài)漏電流≤100μA 最大“觸頭”電流3A通斷壽命≥5×107次體積≤2.8cm權(quán)利要求
1.一個由穩(wěn)壓器、間隙脈沖振蕩器、隔離器和交直流開關(guān)組成的固態(tài)繼電器特征在于間隙脈沖振蕩器的脈沖變壓器MB中的反饋線圈L2與晶體三極管BG基極之間跨接有晶體二極管D，晶體三極管BG的發(fā)射結(jié)、晶體二極管D還通過正反饋線圈L2與電阻R1串聯(lián)組成二極晶體管正向連接的串聯(lián)穩(wěn)壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1中所述的固態(tài)繼電器的特征在于間隙脈沖振蕩器中的脈沖變壓器MB中各線圈繞在橫切面為3－4mm2、平均磁路長15－22mm的高初始導(dǎo)磁率的錳鋅鐵氧體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述的固態(tài)繼電器其特征在于間隙脈沖振蕩器中的負(fù)載線圈L1與反饋線圈L2的變比約11。
專利摘要
一種磁隔離的固態(tài)繼電器，它的脈沖振蕩晶體三極管又充當(dāng)了穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓元件，跨接在振蕩器正反饋線圈和振蕩晶體基極之間的二極晶體管使輸入端建立了一個1伏特左右的啟動電壓。按照這個方法制成的固體繼電器具有靈敏，體積小至可在印刷電路板上直接安裝，而成本低。啟動電壓可有效地分開邏輯電路輸出的高低電平防止誤導(dǎo)通。主要用于微型計算機芯片或邏輯電路輸出端接口直接驅(qū)動交直流高壓大電流負(fù)載和靈敏替續(xù)電路中。
文檔編號H03K17/00GK86205466SQ86205466
公開日1987年7月15日 申請日期1986年8月2日
發(fā)明者伍占禧 申請人:伍占禧導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan