專利名稱：一種直流固態(tài)繼電器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于繼電器領域，涉及一種固態(tài)繼電器，尤其涉及一種低損耗、長壽命且動作值或返回值參數(shù)可調的高速小型直流固態(tài)繼電器結構。
背景技術：
固態(tài)繼電器是一種無觸點電子開關，其是由電子元件組成的，較之電磁型繼電器，具有工作可靠、對外界干擾小、能與邏輯電路兼容、抗干擾能力強、開關速度快和使用方便等一系列優(yōu)點，因此具有很寬的應用領域，可擴展到傳統(tǒng)的電磁繼電器無法應用的領域。 但固態(tài)繼電器的控制電路比較復雜、對元件的可靠性要求較高，所以固態(tài)繼電器的應用也受到一定的限制。可以預見，固態(tài)繼電器將朝著小型、薄型方向發(fā)展，而現(xiàn)代的設備對固態(tài)繼電器的動作速度提出了更高的要求，另外，現(xiàn)有的固態(tài)繼電器導通和關斷的臨界電壓近似相同，在臨界電壓附近往往不能夠準確動作，容易發(fā)生臨界抖動現(xiàn)象，這就要求繼電器的導通電壓和截止電壓之間具有一定的調節(jié)裕度。基于以上對現(xiàn)有固態(tài)繼電器的優(yōu)缺點分析，本發(fā)明人對現(xiàn)有的固態(tài)繼電器結構進行深入研究，并經(jīng)多次試驗，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題，是針對前述背景技術中的缺陷和不足，提供一種直流固態(tài)繼電器，其動作值或返回值參數(shù)可調，調節(jié)范圍較寬，且滿足高速度的要求。本發(fā)明為解決以上技術問題，所采用的技術方案是
一種直流固態(tài)繼電器，包括輸入電路、隔離電路和輸出電路；
輸入電路包括第一電阻、第二電阻、第一開關管和第一二極管，第一開關管的陰極作為繼電器的VIN+端，陽極經(jīng)由第一電阻連接第二電阻的一端，第二電阻的該端還連接第一開關管的集電極，而第二電阻的另一端連接第一開關管的發(fā)射極；
隔離電路包括第一光耦和第二光耦，其中，第一光耦的正輸入端連接第一開關管的發(fā)射極，負輸入端作為繼電器的VIN-端；第二光耦的負輸出端連接第一開關管的基極，正輸出端連接第一開關管的集電極，而其正輸入端連接第一光耦的負輸出端；
輸出電路包括第三電阻、第四電阻、第二開關管、第三開關管、第二二極管和第三二極管，其中，第三電阻的一端連接第二光耦的負輸入端，第二開關管的基極連接第二光耦的正輸入端，集電極則連接第一光耦的正輸出端，所述第二開關管的集電極還連接第三開關管的集電極，并作為繼電器的VOUT+端，而第二開關管的發(fā)射極則連接第四電阻的一端，第四電阻的另一端與第三電阻的另一端連接，共同作為繼電器的VOUT-端；第三開關管的基極連接在第二開關管的發(fā)射極與第四電阻之間，而發(fā)射極連接第二二極管的陰極，而第二二極管的陽極與第四電阻的另一端連接；第三二極管的陰極共同連接第二、三三極管的集電極，而第三二極管的陽極則連接第二二極管的陽極。上述第一、二二極管為穩(wěn)壓二極管。
采用上述方案后，本發(fā)明利用光耦構建隔離電路，并使用兩路光耦形成一個正反饋的回路，在電路剛好導通的瞬間，輸入電流值急速增長，繼而在返回時體現(xiàn)繼電特性，從而將繼電器的導通電壓與關斷電壓分離，且參數(shù)具有較大的可調范圍。另外，由于本發(fā)明電路設計中，利用光耦來實現(xiàn)繼電特性，未涉及電容電感等儲能元件，所以繼電器的開通和關斷速度很快，滿足小功率自動化模塊對繼電器高速的要求。


圖1是本發(fā)明的電路原理圖； 圖2是本發(fā)明的繼電特性示意圖。
具體實施例方式以下將結合附圖，對本發(fā)明的電路連接結構和工作原理進行詳細說明。如圖1所示，本發(fā)明提供一種直流固態(tài)繼電器，包括輸入電路、隔離電路和輸出電路；其中，輸入電路包含第一電阻R1、第二電阻R2、第一開關管Tl和第一二極管D1，第一開關管Tl的陰極作為繼電器的VIN+端，陽極連接第一電阻Rl的一端，而第一電阻Rl的另一端連接第二電阻R2的一端，該第一電阻Rl的另一端還連接第一開關管Tl的集電極，而第二電阻R2的另一端則連接第一開關管Tl的發(fā)射極。隔離電路包括第一光耦Ul和第二光耦U2，其中，第一光耦Ul的正輸入端連接第一開關管Tl的發(fā)射極，負輸入端作為繼電器的VIN-端；第二光耦U2的負輸出端連接第一開關管Tl的基極，正輸出端連接第一開關管Tl的集電極，而其正輸入端連接第一光耦Ul的負輸出端。輸出電路包括第三電阻R3、第四電阻R4、第二開關管T2、第三開關管T3、第二二極管D2和第三二極管D3，其中，第三電阻R3的一端連接第二光耦U2的負輸入端，另一端作為繼電器的VOUT-端，第二開關管T2的基極連接第二光耦U2的正輸入端(也即第一光耦Ul 的負輸出端)，集電極則連接第一光耦Ul的正輸出端，所述的集電極還連接第三開關管T3 的集電極，并作為繼電器的VOUT+端，而第二開關管T2的發(fā)射極則連接第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端與第三電阻R3的另一端連接，共同作為繼電器的VOUT-端；第三開關管T3的基極連接在第二開關管T2的發(fā)射極與第四電阻R4之間，而發(fā)射極連接第二二極管D2的陰極，而第二二極管D2的陽極與第四電阻R4的另一端連接，共同作為繼電器的 VOUT-端；第三二極管D3的陰極共同連接第二、三三極管T2、T3的集電極，而第三二極管D3 的陽極則連接第二二極管D2的陽極，作為繼電器的VOUT-端。另外，在本實施例中，第一光耦Ul采用TLP127，第一、二二極管D1、D2為穩(wěn)壓二極管。圖2示意了本發(fā)明的輸入輸出電壓特性，下面結合圖1和圖2來對本發(fā)明關斷與導通的工作過程進行說明。其工作的過程如下
為了簡化分析，現(xiàn)對電路中的各種變量進行定義設輸入端的輸入電流為。，第一二極管Dl的穩(wěn)壓值為G，三極管完全導通時集電極和發(fā)射極之間的電壓為Vee，光耦完全導通時輸入端的壓降為&，電路的導通電壓為^，電路的關斷電壓為 ^。其他參數(shù)均如圖2所示。
(1)電路未導通階段
當施加的輸入電壓時，輸入電路處于斷路的狀態(tài)，輸入電路中沒有電流通過。當 ^Χ/；時，因為電路還沒有導通，所以第二光耦U2還沒有開始工作，所以第一開關管Tl相當于斷路，則
權利要求
1.一種直流固態(tài)繼電器，包括輸入電路、隔離電路和輸出電路；其特征在于輸入電路包括第一電阻、第二電阻、第一開關管和第一二極管，第一開關管的陰極作為繼電器的VIN+端，陽極經(jīng)由第一電阻連接第二電阻的一端，第二電阻的該端還連接第一開關管的集電極，而第二電阻的另一端連接第一開關管的發(fā)射極；隔離電路包括第一光耦和第二光耦，其中，第一光耦的正輸入端連接第一開關管的發(fā)射極，負輸入端作為繼電器的VIN-端；第二光耦的負輸出端連接第一開關管的基極，正輸出端連接第一開關管的集電極，而其正輸入端連接第一光耦的負輸出端；輸出電路包括第三電阻、第四電阻、第二開關管、第三開關管、第二二極管和第三二極管，其中，第三電阻的一端連接第二光耦的負輸入端，第二開關管的基極連接第二光耦的正輸入端，集電極則連接第一光耦的正輸出端，所述第二開關管的集電極還連接第三開關管的集電極，并作為繼電器的VOUT+端，而第二開關管的發(fā)射極則連接第四電阻的一端，第四電阻的另一端與第三電阻的另一端連接，共同作為繼電器的VOUT-端；第三開關管的基極連接在第二開關管的發(fā)射極與第四電阻之間，而發(fā)射極連接第二二極管的陰極，而第二二極管的陽極與第四電阻的另一端連接；第三二極管的陰極共同連接第二、三三極管的集電極，而第三二極管的陽極則連接第二二極管的陽極。
2.如權利要求1所述的一種直流固態(tài)繼電器，其特征在于所述第一、二二極管為穩(wěn)壓二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開一種直流固態(tài)繼電器，包括輸入電路、隔離電路和輸出電路；輸入電路包括第一、二電阻、第一開關管和第一二極管，第一開關管的陽極經(jīng)由第一電阻連接第二電阻的一端，而第二電阻的另一端連接第一開關管的發(fā)射極；隔離電路包括第一、二光耦，第一光耦的正輸入端連接第一開關管的發(fā)射極，第二光耦的正、負輸出端分別連接第一開關管的集電極和基極，正輸入端連接第一光耦的負輸出端；輸出電路包括第三、四電阻、第二、三開關管、第二、三二極管，第二光耦的負輸入端連接第三電阻，正輸入端連接第二開關管的基極，第二開關管的集電極連接第一光耦的正輸出端。此種繼電器的動作值或返回值參數(shù)可調，調節(jié)范圍較寬，且滿足高速度的要求。
文檔編號H03K17/78GK102158213SQ20111010175
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權日2011年4月22日
發(fā)明者劉洋, 卞海浪, 崔麗艷, 秦川, 袁敏, 陳謙, 鞠平 申請人:河海大學