一种交流固态继电器制造技术

一种交流固态继电器，包括单向可控硅（２），可控硅调压电路（３），直流电源（４），调压控制单元（５），光电耦合器（１１）。单向可控硅（２）的触发门极与可控硅调压电路（３）的输出端连接，单向可控硅（２）的主电极正极与整流电路（４）的正极连接，主电极负极与整流电路（４）的负极连接，触发门极与可控硅调压电路（３）的输出连接，可控硅调压电路（３）的输入端连接调压控制单元（５）输出端；调压控制单元（５）外部输入端与光电耦合器（１１）的输出端连接。本实用新型专利技术以一种简单经济的结构实现电器“软启动”的功能，并可在功能与功率上加以扩展，实现了通用化、标准化、小型化。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种固态继电器，特别是涉及交流固态继电器。
技术介绍
传统的开关或继电器，包括固态继电器，其输出都只有两种状态——不是开，就是关。这种直接、硬性的开关动作，是造成电路瞬时过流过压的直接原因，对电网，负载电器和开关电器危害很大。为了减小这种危害，人们采用‘大马拉小车’的办法，提高负载电器和开关电器的防护等级与容量；另外，也采用‘分级启动’，‘星形至三角形启动’，‘电抗器启动’等减压限流的过渡启动方式，其目的都是希望将传统硬性开关动作造成的危害降到最低。(《电工手册》第7章第8、9、10、11、12节(349页)，第9章(1155页)上海科学技术出版社1978年4月新1版)可是，这些措施因浪费大，可靠性和效率低下，效果并不好。可控硅调压是早已成熟的现有技术，最常见的是以手动的方式调整可变电阻来改变可控硅的触发角，实现可控硅的调压输出，见图4。近些年兴起的一种由电脑控制实现的‘电气软启动’。技术进步很大，不仅提高了可靠性和效率，还实现了自动化，(<三相异步电动机启停装置>(工业仪表与自动化装置)第56页，2002年第5期西安工业自动化仪表研究所出版)。现有技术中的输出控制装置的电路结构是电脑控制实现的‘电气软启动’装置，它的基本电路结构是以电脑或微处理器为核心，通过总线连接外部输入电路；信息储存电路。信息储存电路根据电脑或微处理器的指令去调制可控硅调压电路的触发角，实现可控硅的自动调压输出。所以，它以总线连接的方式实现了自动调压。这里，以电脑或微处理器为核心的器件对输入和输出都需要一定的程序软件，而外部输入电路和信息储存电路也是必不可少的。但是，相对复杂的技术和不可能节省的电脑软硬件成本，以及难以通用化、小型化的结构模式，阻碍了它的推广应用。
技术实现思路
本技术的目的是改进交流型固态继电器的输出控制装置，使其能够完成“逐渐开启、过零关断”为特点的软性开关动作，并在结构标准化、小型化基础上提供一种能够利用现有功率扩展技术实现功能扩展的核心器件而通用化。本技术采用的技术方案本技术的固态继电器，是固化在绝缘壳内，包括可控硅，可控硅调压电路，直流电源，调压控制单元，光电耦合器组成的模块。可控硅是触发电流≤700微安、输出功率≥60瓦的单向可控硅，它置于直流电源全波整流电路的后面，其主电极正极与整流电路的正极连接，主电极负极与整流电路的负极连接，触发门极与可控硅调压电路的输出连接，工作在脉动直流条件下；同时单向可控硅的正负极还与滤波电路的正负极并联。限压滤波电路的稳定低压整流输出正极与可控硅调压电路，调压控制单元的VCC连接，负极与VSS连接，同时还按正负要求与光电耦合器内部连接，并向可控硅调压电路供电，光电耦合器的输出端与调压控制单元外部计数器的清零控制端R连接，调压控制单元输出端与可控硅调压电路的输入端连接，可控硅触发门极与可控硅调压电路的输出连接。可控硅调压电路选用响应电流或电压调制的、小功率、大移相范围调压电路，其输入端与调压控制单元的输出连接，输出端与可控硅的触发门极连接；直流电源是输出电流≤6毫安、输出电压为3---18伏的全波整流、限流分压、稳压、滤波电路结构，其全波整流电路与带有额定负载的交流电路连接，允许通过≥1安的电流；调压控制单元在开关信号控制下能自动输出时间与电压或电流函数去调制可控硅调压电路，其外部输入端与光电耦合器的输出端连接，输出端与可控硅调压电路的输入端连接，以实现可控硅调压输出，该装置能够对函数的样式与参数进行预置设定。模块以组合模式解决两相以上的交流电输出控制；以扩展功率的模式来扩展功能，即模块的具体功能，是通过可控硅功率扩展方式得以延伸，其一次延伸范围≤100千瓦。本技术的调压控制单元，包括计数器，信号发生器，或门电阻网络，选择开关，阻容结构组成。信号发生器的输出与串入并出计数器的输入端连接，计数器的某个选定的输出与自身的计数允许端连接，如果是两级以上计数器，后一级的输入端通过选择开关选择前一级某个输出连接，计数允许端并联后与最后一级计数器中的某个输出连接，清零端也要与光电耦合器的输出并联。光电耦合器的信号输出端与调压控制单元中计数器的清零控制端R连接，计数器中的计数允许端E与计数器的某个选定的输出端连，计数器的并行输出与输出位数相等的或门电阻网络连接，或门电阻网络将计数器的并行输出转换成串行的电阻输出与电流型可控硅调压电路的输入端连接。计数器是任何一种具有清零、计数、锁定功能的数字CMOS串入并出计数器，选择开关是对计数器输入频率的连接选择方式。阻容结构是由精密电阻构成的、能将电流输出转化成对应电压输出的装置。所说信号发生器，是任何一种震荡电路，其输出频率一般为几到几十赫兹。所述或门电阻网络所选电阻值决定调压控制单元在各时间段的电流输出值，这个值将决定可控硅调压电路输出的可控硅触发角。所述计数器各功能端和输出输入端与选择开关、信号发生器的连接方式决定调压控制单元对应不同电流值或电压值输出的时间长度。信号发生器是由一个非门集成电路中的两个反相器与电阻、电容构成的震荡电路，非门集成块的VCC和VSS接通电源，即有脉冲输出，该输出通过限流电阻与计数器的CP端连接，如果计数器是两个以上，则需要用选择开关将上位计数器的某个输出Q与下位计数器的CP端连接。其目的是选择输入脉冲的长度。如果只用一个计数器，则不需要选择开关。计数器的每个有效输出Q连接一个二极管的正极，二极管的负极串联一个电阻，这样就构成了一个输出门，数个输出门的输出加以并联，其并联端就是或门电阻网络的输出端，该结构的逻辑是，只要计数器有输出，它就输出相应的电阻。计数器有两个功能控制端计数允许端E和清零端R，控制E，可以将计数器的输出锁定；控制R，可以将计数器的输出清零，电路能构成具有三种状态的计数系统，即清零状态，计数状态，锁定状态，其中清零状态具有优先权。本装置计数器的清零端R与光电耦合器的输出连接，只要保持清零控制信号，计数器就处于清零状态，解除清零控制信号，计数器对输入脉冲计数，计数器的某个输出与允许端E连接，该输出使计数器进入锁定状态。计数器的并出输出通过和或门电阻网络的连接，获得不同时间长度的等效电阻，该等效电阻是一种电流输出。为了适应电压型调压系统，本技术增加了一个设计备份---阻容结构，该结构是在或门电阻网络的输出上对地并接一只精密电阻和一只防干扰电容，其输出电流乘以电阻，得到输出电压。本技术的有益效果本技术采用可控硅调压电路控制可控硅作为一种调压开关，引入了调压控制单元这种装置以及功能扩展模式。其意义在于1、该装置的加入使调压开关不再是外部人工或电脑操作的对象，即不是外部意志的执行者，而构成了一种功能独立的新型固态继电器模块。2、与该装置一体化的新型固态继电器模块，在提高可靠性和效率基础上，从总体简化了结构，大幅降低了生产、使用和维护成本，从而扩大了用户群。3、该新型固态继电器模块以组合方式实现多相交流电的控制，并利用现有可控硅功率扩展技术来扩展其功能，其功能扩展模式不仅满足了本技术在大范围功率场合的需要，而且满足了自身通用化、标准化、小型化的需要。附图说明图1是本技术具体实施方式的的电路结构图。图2是本技术对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流固态继电器，其特征在于包括单向可控硅（２），可控硅调压电路（３），直流电源（４），调压控制单元（５），光电耦合器（１１）；直流电源（４）由整流电路和限压滤波电路组成，整流电路外部与连接了额定负载ＲＬ的交流电连接，内部的正极与单向可控硅（２）的主电极正极连接，负极与可控硅主电极负极连接，同时单向可控硅（２）的正负极还与滤波电路的正负极并联，限压滤波电路的稳定低压整流输出正极与可控硅调压电路（３），调压控制单元（５）的ＶＣＣ连接，负极与ＶＳＳ连接，同时还按正负要求与光电耦合器（１１）内部连接，并向可控硅调压电路（３）供电，光电耦合器（１１）的输出端与调压控制单元（５）外部计数器的清零控制端Ｒ连接，调压控制单元（５）输出端与可控硅调压电路（３）的输入端连接，可控硅触发门极与可控硅调压电路（３）的输出连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高力，
申请(专利权)人：高力，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]