本發(fā)明涉及高壓大功率固體繼電器電路領域，具體為一種高壓大功率防倒灌固體繼電器。

背景技術：

1、傳統(tǒng)機電式直流大功率接觸器體積大、重量大且觸點動作時容易產生電弧，對用電負載及電網會產生一定的影響，且接觸器是有壽機電元件，需要定期維護，嚴重影響產品質量，導致產品維護成本較高，總體可靠性較低，不利于現(xiàn)代先進裝備的發(fā)展。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高壓大功率防倒灌固體繼電器，以解決上述背景技術中提出的接觸器需要定期維護壽命短而影響產品質量、維護成本較高、總體可靠性較低的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種高壓大功率防倒灌固體繼電器，包括：

4、主功率開關電路，

5、電流檢測電路，所述電流檢測電路與主功率開關電路連接并采集主功率開關電路的電流信號；

6、短路跳閘判斷電路，所述短路跳閘判斷電路與電流檢測電路連接并接收電流信號；

7、跳閘鎖定電路，所述跳閘鎖定電路與短路跳閘判斷電路連接；

8、過流延時保護電路，所述過流延時保護電路分別同電流檢測電路、跳閘鎖定電路連接；

9、跳閘狀態(tài)指示電路，所述跳閘狀態(tài)指示電路與短路跳閘判斷電路連接；

10、功率開關驅動電路，所述功率開關驅動電路分別同主功率開關電路、跳閘鎖定電路連接；

11、其中，所述跳閘鎖定電路的輸入端連接有指令控制電路，且指令控制電路向功率開關驅動電路發(fā)出接通/關斷控制指令。

12、進一步的，所述指令控制電路包含光電耦合器g1和電阻r7，該光電耦合器g1的輸入端輸入控制指令con1，控制指令con1與電阻r7的一端連接，電阻r7的另一端與光電耦合器g1的一號引腳端連接，光電耦合器g1的二號引腳端與控制指令con1的地相連。

13、進一步的，所述過流延時保護電路包含電阻r1、電阻r4、電阻r9、電阻r11、電阻r15、電容c1、電容c5和電壓比較器u3a，所述電阻r1與電阻r4相連，電阻r4的另一端與電容c1相連接，電阻r4的一端還與電壓比較器u3a的四腳端連接，電容c1與電源地gnd1相連，電壓比較器u3a的五腳端分別與電阻r9、電阻r11連接，電阻r9的另一端連接有電源vcc，電阻r11的另一端與電源地gnd1相連，所述電壓比較器u3a的十二腳端與電源地相連，電壓比較器u3a的三腳端與電源vcc相連。

14、進一步的，所述電流檢測電路包含運算放大器u1b、運算放大器u1a、電阻r5、電阻r6、電阻r10、電阻r14、電容c3和r16-r18三組電阻，該運算放大器u1b的七腳端與過流延時保護電路中的電阻r1相連接，運算放大器u1b的六腳端分別同電阻r5、電阻r6連接，電阻r5的另一端與電源地gnd1相連，電阻r6的另一端連接基準電源；所述運算放大器u1b的五腳端分別同電容c3和電阻r10連接，該電容c3的另一端與電源地gnd1相連，且電阻r10的另一端分別同運算放大器u1a、電阻r14、電容c4連接，電阻r14的另一端分別同電容c3另一端、運算放大器u1a的二腳端相連接。

15、進一步的，所述運算放大器u1a的三腳端分別連接電阻r16和電阻r18，電阻r16的另一端與電源地gnd1連接，運算放大器u1a的二腳端連接電阻r17，電阻17與電阻r18的另一端同主功率開關電路連接，所述運算放大器u1a的八腳端與電源vcc連接，運算放大器u1a的四腳端與電源地gnd1相連接。

16、進一步的，所述主功率開關電路包含電阻r26、電阻r27、電阻r34、電阻r37、電阻r41、分流電阻器rs1、r19-r22四組電阻器、c6-c7兩組電容器、d2-d4三組二極管、t2-t3兩組三極管、t5-t6兩組三極管和m1-m4四組場效應管，該分流電阻器rs1的一端分別連接電阻17與電阻r18，電容c7的一端分別連接二極管d4的陽極以及高壓功率電源地pgnd。

17、進一步的，所述短路跳閘判斷電路包含電壓比較器u2a、電阻r2、電阻r5、電阻r8、電阻r12、電阻r13、電容c2和三極管t1，該電壓比較器u2a的一腳端分別同電阻r1、電阻r13相連接，且電壓比較器u2a的八腳端分別同電源vcc、電容c2、電阻r12相連接。

18、進一步的，所述跳閘狀態(tài)指示電路包含電壓比較器u2b、電阻r24、電阻r25、電阻r35、電阻r33、電阻r28、三極管t4和光電耦合器g2，該光電耦合器g2的二腳端與三極管t4的三腳端相連；三極管t4的二腳端與電源地gnd1相連。

19、進一步的，所述功率開關驅動電路包含三極管t7、三極管t8、二極管v1、穩(wěn)壓二極管z1、穩(wěn)壓二極管z2、電阻r39、電阻r40和電容c8，該三極管t7的三腳端與電源vcc相連接，三極管t7的二腳端分別同三極管t8的二腳端、穩(wěn)壓二極管z1的陽極、主功率開關電路中的電阻r19、電阻r20、電阻r21、電阻r22、三極管t5的一腳端、三極管t2的一腳端、三極管t3的一腳端連接。

20、進一步的，所述跳閘鎖定電路包含r29-r32四組電阻器、電阻r23、電阻r36、電阻r38、二極管d1、電壓比較器u3b、電壓比較器u3c和電壓比較器u3d，該電阻r8的一端分別同電壓比較器u3d的十三腳端、功率開關驅動電路中的電阻r39和電阻r40、電阻r31、電壓比較器u3b的一腳端相連接，電阻r31的另一端分別同電壓比較器u3b的七腳端、過流延時保護電路中的電阻r15、電壓比較器u3a的二腳端、短路跳閘判斷電路中三極管t1的三腳端、跳閘狀態(tài)指示電路中的電阻r24相連接。

21、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠實現(xiàn)傳統(tǒng)機電式的接觸器的基本功能，同時具有狀態(tài)監(jiān)控、過流保護、短路保護功能，實現(xiàn)對用電負載無電弧控制和過流保護、短路保護，提高系統(tǒng)和產品的可靠性，滿足于用電設備的健康管理需求，保護用電設備，并且采用固體繼電器實現(xiàn)高壓大功率控制避免了開關時電弧的影響，增加使用壽命，減小成品的體積重量，能防止在關斷后時，后級負載反向輸入電能，有利于該高壓大功率防倒灌固體繼電器的推廣使用。

技術特征：

1.一種高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于：所述指令控制電路包含光電耦合器g1和電阻r7，該光電耦合器g1的輸入端輸入控制指令con1，控制指令con1與電阻r7的一端連接，電阻r7的另一端與光電耦合器g1的一號引腳端連接，光電耦合器g1的二號引腳端與控制指令con1的地相連。

3.根據權利要求1所述的高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于：所述過流延時保護電路包含電阻r1、電阻r4、電阻r9、電阻r11、電阻r15、電容c1、電容c5和電壓比較器u3a，所述電阻r1與電阻r4相連，電阻r4的另一端與電容c1相連接，電阻r4的一端還與電壓比較器u3a的四腳端連接，電容c1與電源地gnd1相連，電壓比較器u3a的五腳端分別與電阻r9、電阻r11連接，電阻r9的另一端連接有電源vcc，電阻r11的另一端與電源地gnd1相連，所述電壓比較器u3a的十二腳端與電源地相連，電壓比較器u3a的三腳端與電源vcc相連。

4.根據權利要求1所述的高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于：所述電流檢測電路包含運算放大器u1b、運算放大器u1a、電阻r5、電阻r6、電阻r10、電阻r14、電容c3和r16-r18三組電阻，該運算放大器u1b的七腳端與過流延時保護電路中的電阻r1相連接，運算放大器u1b的六腳端分別同電阻r5、電阻r6連接，電阻r5的另一端與電源地gnd1相連，電阻r6的另一端連接基準電源；所述運算放大器u1b的五腳端分別同電容c3和電阻r10連接，該電容c3的另一端與電源地gnd1相連，且電阻r10的另一端分別同運算放大器u1a、電阻r14、電容c4連接，電阻r14的另一端分別同電容c3另一端、運算放大器u1a的二腳端相連接。

5.根據權利要求4所述的高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于：所述運算放大器u1a的三腳端分別連接電阻r16和電阻r18，電阻r16的另一端與電源地gnd1連接，運算放大器u1a的二腳端連接電阻r17，電阻17與電阻r18的另一端同主功率開關電路連接，所述運算放大器u1a的八腳端與電源vcc連接，運算放大器u1a的四腳端與電源地gnd1相連接。

6.根據權利要求1所述的高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于：所述主功率開關電路包含電阻r26、電阻r27、電阻r34、電阻r37、電阻r41、分流電阻器rs1、r19-r22四組電阻器、c6-c7兩組電容器、d2-d4三組二極管、t2-t3兩組三極管、t5-t6兩組三極管和m1-m4四組場效應管，該分流電阻器rs1的一端分別連接電阻17與電阻r18，電容c7的一端分別連接二極管d4的陽極以及高壓功率電源地pgnd。

7.根據權利要求1所述的高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于：所述短路跳閘判斷電路包含電壓比較器u2a、電阻r2、電阻r5、電阻r8、電阻r12、電阻r13、電容c2和三極管t1，該電壓比較器u2a的一腳端分別同電阻r1、電阻r13相連接，且電壓比較器u2a的八腳端分別同電源vcc、電容c2、電阻r12相連接。

8.根據權利要求1所述的高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于：所述跳閘狀態(tài)指示電路包含電壓比較器u2b、電阻r24、電阻r25、電阻r35、電阻r33、電阻r28、三極管t4和光電耦合器g2，該光電耦合器g2的二腳端與三極管t4的三腳端相連；三極管t4的二腳端與電源地gnd1相連。

9.根據權利要求1所述的高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于：所述功率開關驅動電路包含三極管t7、三極管t8、二極管v1、穩(wěn)壓二極管z1、穩(wěn)壓二極管z2、電阻r39、電阻r40和電容c8，該三極管t7的三腳端與電源vcc相連接，三極管t7的二腳端分別同三極管t8的二腳端、穩(wěn)壓二極管z1的陽極、主功率開關電路中的電阻r19、電阻r20、電阻r21、電阻r22、三極管t5的一腳端、三極管t2的一腳端、三極管t3的一腳端連接。

10.根據權利要求1所述的高壓大功率防倒灌固體繼電器，其特征在于：所述跳閘鎖定電路包含r29-r32四組電阻器、電阻r23、電阻r36、電阻r38、二極管d1、電壓比較器u3b、電壓比較器u3c和電壓比較器u3d，該電阻r8的一端分別同電壓比較器u3d的十三腳端、功率開關驅動電路中的電阻r39和電阻r40、電阻r31、電壓比較器u3b的一腳端相連接，電阻r31的另一端分別同電壓比較器u3b的七腳端、過流延時保護電路中的電阻r15、電壓比較器u3a的二腳端、短路跳閘判斷電路中三極管t1的三腳端、跳閘狀態(tài)指示電路中的電阻r24相連接。

技術總結
本發(fā)明公開了一種高壓大功率防倒灌固體繼電器，包括主功率開關電路、電流檢測電路、短路跳閘判斷電路、跳閘鎖定電路、過流延時保護電路、跳閘狀態(tài)指示電路和功率開關驅動電路，所述電流檢測電路與主功率開關電路連接并采集主功率開關電路的電流信號；本發(fā)明能夠實現(xiàn)傳統(tǒng)機電式的接觸器的基本功能，同時具有狀態(tài)監(jiān)控、過流保護、短路保護功能，實現(xiàn)對用電負載無電弧控制和過流保護、短路保護，提高系統(tǒng)和產品的可靠性，滿足于用電設備的健康管理需求，并且增加使用壽命，減小成品的體積重量。

技術研發(fā)人員：徐健,李姜,陳騫
受保護的技術使用者：貴陽航空電機有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6