智能固态继电器制造技术

本实用新型专利技术提供一种智能固态继电器，包括，整体铝合金散热外壳、安装基板、金属导热板、功能感应PCB板、控制板、电流感应传感器、电力半导体器件；其中电力半导体器件具有引出端子；电力半导体器件固定在安装基板；安装基板直接焊接在整体铝合金散热外壳上；电流感应传感电路套装在引出端子上；功能感应PCB板固定在引出端子上；最后引出端子和功能感应PCB板引出线都与控制板连接。其优点在于智能固态继电器能对所工作的客观条件进行电流、电压、温度合理感应分析、判断及有效快捷反应和有效地处理，并具备充份保护智能固态继电器本身和负载安全，高可靠运行的综合能力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能固态继电器，具备自动保护功能的智能固态继电器，有控制交流单相、交流三相和直流多种负载形式，智能固态继电器可应用于工业电机、可控阻性加热器等场合。可通过设定输出功率、精确的控制负载功率，用来调节温度、转速、流量、光亮度等。并有一组向控制中心输出智能固态继电器和所驱动的负载工作状态的信号，以满足工业自动化生产的需要。
技术介绍
目前各种老式电磁式继电器已经无法满足工业革命的要求，除了体积硕大，重要的还会在工作时产生的巨大电磁干扰，已经淘汰。目前常规的各种固态继电器已经开始使用，但这类固态继电器还是有各种缺点，体积还是偏大，可靠性有欠缺。这对于要求高可靠的设备来说还是致命伤。常规固态继电器失效、损坏主要形式有过温、短路和过压。造成常规固态继电器过温损坏的是器件内部的热疲劳现象，原因有散热设计不当，驱动电路设计不合理，外界负载发生的变化等。造成固态继电器短路损坏的原因是负载绝缘不良，外界杂物引起的桥路短路等。造成固态继电器过压损坏的原因是母线电压上升，外来噪声(雷电浪涌)和感性负载发生的关断峰值电压等。以上的失效损坏形式已经包含了固态继电器的95％以上的失效损坏范围。固态继电器必需是长期、高可靠工作，以确保安全。当前一般都在
固态继电器外围设置一些各种保护电路。但此类保护电路器件或者专业IC驱动器并不与固态继电器在同一物理环境下工作。因此对器件所产生的各种失效损坏感应速度，综合处理能力等存在不一致性。当前随着工业4.0概念的推广，对智能制造设备所有的控制部件也提出了新的要求，需要有一个可靠与控制中心关联的实时通讯控制信号。技术内容本技术的目的旨在提供一种智能固态继电器，具备综合保护功能及能把器件与负载的工作状态及时反馈到控制中心，以克服上述现有技术的存在缺陷。本技术提供一种智能固态继电器，包括，整体铝合金散热外壳、安装基板、金属导热板、功能感应PCB板、控制板、电流感应传感器、电力半导体器件；其中电力半导体器件具有引出端子；电力半导体器件固定在安装基板；安装基板直接焊接在整体铝合金散热外壳上；电流感应传感电路套装在引出端子上；功能感应PCB板固定在引出端子上；最后引出端子和功能感应PCB板引出线都与控制板连接。进一步，本技术提供一种智能固态继电器，还可以具有这样的特征：整体铝合金散热外壳，并与在电力半导体器件上方金属导热板相连，构成一个热传导闭合回路，并有良好电磁兼容(EMC)抗干扰能力。进一步，本技术提供一种智能固态继电器，还可以具有这样的特征：安装基板为陶瓷覆铜板，安装基板直接焊接在整体铝合金散热外壳上。进一步，本技术提供一种智能固态继电器，还可以具有这样的
特征：电力半导体器件为增强型可控硅芯片组或高性能绝缘型晶体管芯片组。进一步，本技术提供一种智能固态继电器，还可以具有这样的特征：功能感应PCB板设置有过电压保护电路和过温保护电路。进一步，本技术提供一种智能固态继电器，还可以具有这样的特征：采用二氧化硅颗粒与IC专用胶混合高导热绝缘材料将器件封装。进一步，本技术提供一种智能固态继电器，还可以具有这样的特征：电流感应传感电路包括：调节电阻、输出电阻、小型整流桥堆、单向触发可控硅、电流感应传感器和光耦；调节电阻并联在电流感应传感器的线圈的两端；小型整流桥堆的输入端与线圈的两端相连，输出端与光耦的输入端相连；单向触发可控硅的正极与第一输出端、光耦的一个输出端相连；负极与第二输出端相连、触发极经过输出电阻与光耦的另一个输出端相连。进一步，本技术提供一种智能固态继电器，还可以具有这样的特征：过电压保护电路包括压敏电阻、限流电阻、双向触发二极管和发光二极管；压敏电阻并联在电力半导体器件上；限流电阻、双向触发二极管、发光二极管的正极串联后，与压敏电阻并联。进一步，本技术提供一种智能固态继电器，还可以具有这样的特征：过温保护电路包括两个温度传感器，紧邻电力半导体器件设置。另外，本技术提供一种智能固态继电器，还可以具有这样的特征：发光二极管与一个小型整流桥堆并联，通过整流后输出一个直流工作状态信号，反馈到控制中心。附图说明图1是智能固态继电器的结构示意图。图2是交流单相智能固态继电器的电路图。图3是交流三相智能固态继电器的结构示意图。图4是直流智能固态继电器的的电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的描述。实施例一图1是智能固态继电器的结构示意图。如图1所示，智能固态继电器结构包括：整体铝合金散热外壳1、焊锡层2、安装基板(DBC)3、金属导热板4、功能感应PCB板5、引出端子6、控制板7、电流感应传感器8、电力半导体芯片组9组成。电力半导体芯片组9固化焊接在安装基板(DBC)3上，电力半导体芯片组9可以是大功率双向可控硅，也可以是二个大功率单向可控硅反向并联形成的增强性电力控制器件，以上都可应用于交流控制电路。还可以是大功率高性能绝缘型晶体管(IGBT)或大功率场效应管(MOS)，应用于直流控制电路。电力半导体芯片组9可按不同功能组成单芯组(交流单向或直流应用)、双芯组(交流单向增强型)、叁芯组(三相交流)和六芯组(三相交流增强型)。为了增强安装基板(DBC)3的热强度，不宜多芯同用一块基板，最多不超过叁芯。把已经焊接了芯片组的安装基板(DBC)3通过中温锡浆形成的焊锡层2直接焊接在整体铝合金散热外壳1上，能增加散热面积，提高功率密度。在电力半导体芯片组9上方设置一块金属导热板4，两端与整体铝合金散热外壳1紧密相连，构成一个热传导闭合回路。这样能非常有效的把在电力半导体芯片组9的工作温度，我们称为结温，快速的传导到整体铝合金散热外壳1，使结温与壳温同步。提高了智能固态继电器的电功率密度。并且有效的屏蔽了电力半导体芯片组9工作时产生的电磁干扰和不受外界电磁波影响，具有良好的电磁兼容(EMC)功能。以电力半导体芯片组9的引出端子6作为支撑，把电流感应传感器8套装于上。再可根据不同的工作要求、功能需要，制作不同的功能感应PCB板5，本实施例中，过电压保护电路、过温保护电路和短路保护电路就设置在功能感应PCB板5上。功能感应PCB板5也以电力半导体芯片组9的引出端子6作为支撑，可多层多块，立体安装，本实施例中，感应PCB板5为两层三块，分别为过温保护电路(5-1)和过电压保护电路、控制信号输出(5-2)为一层二块，短路(过流)保护电路(8)为独立一块功能感应PCB板。最后用二氧化硅颗粒和IC专用胶混合高导热绝缘材料封装完成。图2是交流单相智能固态继电器的电路图。如图2所示，以电力半导体芯片组(交流单相增强型可控硅芯片组)的电路连接进行说明，电力半导体芯片组9(交流单相增强型可控硅芯片组)由二个大功率单向可控硅SCR1、SCR2反向并联构成。过温保护电路(5-1)包括第一温度传感器R1和第二温度传感器R2。第一温度传感器R1为PCT温度传感器，一端与控制板7第一输入端Vin1相连，另一端与增强型可控硅芯片的单向可控硅SCR1的触发极相连。第二温度传感器R2也为PCT温度传感器，一端与控制板7第二输入端Vin2相连，另一端与增强型可控硅芯片的单向可控硅SCR2的触发极相连。第一温度传感器R1、第二温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能固态继电器，其特征在于：包括，整体铝合金散热外壳、安装基板、金属导热板、功能感应PCB板、控制板、电流感应传感器、电力半导体器件；其中电力半导体器件具有引出端子；所述电力半导体器件固定在安装基板；所述安装基板直接焊接在所述整体铝合金散热外壳上；所述电流感应传感器套装在所述引出端子上；所述功能感应PCB板固定在所述引出端子上；所述引出端子和感应PCB板引出线都与所述控制板连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能固态继电器，其特征在于：包括，整体铝合金散热外壳、安装基板、金属导热板、功能感应PCB板、控制板、电流感应传感器、电力半导体器件；其中电力半导体器件具有引出端子；所述电力半导体器件固定在安装基板；所述安装基板直接焊接在所述整体铝合金散热外壳上；所述电流感应传感器套装在所述引出端子上；所述功能感应PCB板固定在所述引出端子上；所述引出端子和感应PCB板引出线都与所述控制板连接。2.根据权利要求1所述的智能固态继电器，其特征在于：其中，所述整体铝合金散热外壳与在所述电力半导体器件上方所述金属导热板相连，构成一个热传导闭合回路，并有良好电磁兼容(EMC)抗干扰能力。3.根据权利要求1所述的智能固态继电器，其特征在于：其中，所述安装基板为陶瓷覆铜板，安装基板直接焊接在整体铝合金散热外壳上。4.根据权利要求1所述的智能固态继电器，其特征在于：其中，所述电力半导体器件为增强型可控硅芯片组或高性能绝缘型晶体管芯片组。5.根据权利要求1所述的智能固态继电器，其特征在于：其中，所述功能感应PCB板设置有过电压保护电路、过温保护电路和发光二极管与一个小型整流桥堆并联的工作状态信号输出电路。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勤华，杨友林，
申请(专利权)人：上海一旻成峰电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31