一种直流固态继电器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种直流固态继电器，主要是针对现有电磁式继电器的不足，采用整流驱动功率输出模块取代电子开关器件，避免因触点切换时引起的触点腐蚀问题，并避免触点产生电弧，有效延长了本实用新型专利技术的使用寿命，本实用新型专利技术所述的直流固态继电器包括两个输入端、两个输出端、控制输入动作电压的输入控制模块、仅高电平导通的压控振荡模块、用于电容隔离产生浮动电压的隔离元件模块和整流驱动功率输出模块，输入端与输入控制模块连接，整流驱动功率输出模块与输出端连接。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种继电器，尤其涉及一种直流固态继电器。
技术介绍
在以往的直流电气控制元件一般为电磁式继电器控制，电磁式继电器为机械结 构(如图1)，主要有线圈1、轭铁2、铁心3、衔铁4、弹簧片5、回位弹簧6、动触点7 和静触点8等组成，主要原理为线圈1两端通电，使轭铁2、铁心3构成的电磁元件产 生在线圈电流作用下产生磁性，使其固定在衔铁4上的动触点7在电磁作用下发生动作， 接通静触点8，使负载接通电流，在线圈断电时，磁性消失，在回位弹簧6的作用下，使 衔铁4复位，动触点7与静触点8断开，负载负载失电。电磁式继电器工作的时候，线圈需要消耗一定的功率(一般在1-5W之间)，环 境适应性差，特别在直流大电流下触点切换时电弧引起的触点腐蚀损害了电磁继电器的 使用寿命。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种避免因触点切换时引起的触点腐蚀 问题、避免触点产生电弧、并且产品使用寿命长的直流固态继电器，本新型涉及的直流 固态继电器主要适用于汽车直流控制的开关元件领域，是一种12V和24V通用型固态继 电器，可用于汽车灯光控制，ABS制动系统，汽车喇叭控制，电机控制，空调控制等方 面，可以直接代替直流电磁式继电器，并且解决电磁继电器的线圈功耗大的问题，特别 适用于新能源环保汽车使用。本技术解决上述技术问题的技术方案如下一种直流固态继电器，包括两 个输入端、两个输出端、控制输入动作电压的输入控制模块、仅高电平导通的压控振荡 模块、用于电容隔离产生浮动电压的隔离元件模块和整流驱动功率输出模块，输入端与 输入控制模块连接，整流驱动功率输出模块与输出端连接。本技术的有益效果是本技术采用整流驱动功率输出模块取代电子开 关器件，避免因触点切换时引起的触点腐蚀问题，并避免触点产生电弧，有效延长了本 技术的使用寿命。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，所述整流驱动功率输出模块包括由四个二极管组成的桥式整流器、与 所述桥式整流器并联的电阻R3和MOS场效应管，所述MOS场效应管的漏极和源极之间 连接有二极管，所述MOS场效应管的漏极和源极分别与两个输出端相连接。进一步，所述MOS场效应管为N沟道MOS场效应管，所述MOS场效应管栅极 与电流正极相连接，所述二极管正极与MOS场效应管的源极相连接，所述二极管负极与 MOS场效应管的漏极相连接；或所述MOS场效应管为P沟道MOS场效应管，所述MOS场效应管栅极与电流负极相连接，所述二极管正极与MOS场效应管的漏极相连接，所述二极管的负极与MOS 场效应管的源极相连接；或所述MOS场效应管包括至少两个并联的N沟道MOS场效应管，每个MOS场 效应管的栅极都与电流正极相连接，每个MOS场效应管的漏极和源极之间都连接有一个 二极管，所述二极管正极与该MOS场效应管的源极相连接，所述二极管负极与该MOS 场效应管的漏极相连接。进一步，所述输入控制模块包括与非门、稳压二极管和电阻，所述稳压二极管 位于一个输入端与与非门输入端之间，所述电阻位于另一个输入端与与非门输入端之 间。进一步，所述压控振荡模块包括相互串联的两个与非门、与前述两个与非门并 联的与非门、电阻和电容，所述电阻一端与输入控制模块的输出端相连接，所述电阻的 另一端与所述电容串联连接，所述电容的另一端连接于两个相互串联的与非门之间的结 点处。附图说明图1为电磁继电器结构示意图；图2为本技术的原理方框图；图3为本技术的输入控制模块的电路图；图4为本技术的压控振荡模块的电路图；图5为本技术的实施例1的整流驱动功率输出模块的电路图；图6为本技术的实施例2的整流驱动功率输出模块的电路图；图7为本技术的实施例3的整流驱动功率输出模块的电路图。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实 用新型，并非用于限定本技术的范围。如图2所示本技术实施例所述的直流固态继电器，包括两个输入端(1、 2)、两个输出端(3、4)、控制输入动作电压的输入控制模块、仅高电平导通的压控振荡 模块、用于电容隔离产生浮动电压的隔离元件模块和整流驱动功率输出模块，输入端与 输入控制模块连接，整流驱动功率输出模块与输出端连接。如图3所示本技术实施例所述的直流固态继电器的输入控制模块，所述输 入控制模块包括与非门、稳压二极管和电阻，所述稳压二极管位于一个输入端与与非门 输入端之间，所述电阻位于另一个输入端与与非门输入端之间，所述稳压二极管Z1，控 制输入动作电压，当输入端1输入电压大于Zl导通电压时，与非门UlA的输入端高电 平，压控震荡器起震；当输入端1电压低于稳压二极管Zl导通电压时，震荡输入端为低 电平不导通，有效解决电压型MOS场效应管的导通与截至。如图4所示本技术实施例所述的直流固态继电器的压控振荡模块，所述压 控震荡模块使用与非门U1A、U1B、U1C、电阻Rl、R2和电容Cl组成压控震荡器，震 荡器的工作频率为F2 0.45/R1C1 ； A，B处输出端为震荡输出，输出占空比为50%的方波，A，B输出的方波相位相反；震荡器的输出方波经与非门UlC及IDUD组成的反向 缓冲器输出，耦合单元使用电容进行信号隔离，并将压控震荡器输出的方波经电容C2、 C3耦合，使C2、C3输出端之间形成一个浮动电压，并有效解决输入输出隔离效果。所述整流驱动功率输出模块包括由四个二极管组成的桥式整流器、与所述桥式 整流器并联的电阻R3和与所述直流固态继电器输出端3、4连接的MOS场效应管，所述 MOS场效应管与二极管并联，所述MOS场效应管P极与电流正极连接，N极与电流负极 连接，该电路可以设计多种驱动电压型MOS场效应管电路。如图5所示本技术实施例1所述的直流固态继电器的整流驱动功率输出模 块，所述MOS场效应管为N沟道MOS场效应管，所述MOS场效应管栅极与电流正极 相连接，所述二极管正极与MOS场效应管的源极相连接，所述二极管负极与MOS场效 应管的漏极相连接，MOS场效应管采用N沟道MOS场效应管，经过耦合单元的产生的 浮动电压，由D1-D4 二极管组成的桥式整流器整流，在R3上产生一个浮动的直流电压， 此浮动的直流电压接在增强型N沟道MOS场效应管的栅极(G)与源级(S)之间，即提供 Vgs,则MOS场效应管将形成N型导电沟道，若MOS场效应管的漏极(S)接电源，源 级(S)接负载到电源负极，则MOS场效应管导通，负载接通，相当于电磁继电器触点闭合。如图6所示本技术实施例2所述的直流固态继电器的整流驱动功率输出模 块，所述MOS场效应管为P沟道MOS场效应管，所述MOS场效应管栅极与电流负极相 连接，所述二极管正极与MOS场效应管的漏极相连接，所述二极管的负极与MOS场效 应管的源极相连接，驱动原理同驱动N沟道MOS场效应管相同。如图7所示本技术实施例3所述的直流固态继电器的整流驱动功率输出模 块，当输出电流较大，可以采用多个功率MOS场效应管并联输出，所述MOS场效应管 包括至少两个并联的N沟道MOS场效应管，每个MOS场效应管的栅极都与电流正极相 连接，每个MOS场效应管的漏极和源极之间都连接有一个二极管，所述二极管正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流固态继电器，包括两个输入端和两个输出端，其特征在于，还包括依次连接的控制输入动作电压的输入控制模块、仅高电平导通的压控振荡模块、用于电容隔离产生浮动电压的隔离元件模块和整流驱动功率输出模块，所述两个输入端与输入控制模块连接，整流驱动功率输出模块与所述两个输出端连接。

【技术特征摘要】
1.一种直流固态继电器，包括两个输入端和两个输出端，其特征在于，还包括依次 连接的控制输入动作电压的输入控制模块、仅高电平导通的压控振荡模块、用于电容隔 离产生浮动电压的隔离元件模块和整流驱动功率输出模块，所述两个输入端与输入控制 模块连接，整流驱动功率输出模块与所述两个输出端连接。2.根据权利要求1所述的直流固态继电器，其特征在于，所述整流驱动功率输出模块 包括由四个二极管组成的桥式整流器、与所述桥式整流器并联的电阻R3和MOS场效应 管，所述MOS场效应管的漏极和源极之间连接有二极管，所述MOS场效应管的漏极和 源极分别与两个输出端相连接。3.根据权利要求2所述的直流固态继电器，其特征在于，所述MOS场效应管为N沟 道MOS场效应管，所述MOS场效应管栅极与电流正极相连接，所述二极管正极与MOS 场效应管的源极相连接，所述二极管负极与MOS场效应管的漏极相连接；或所述MOS场效应管为P沟道MOS场效应管，所述MOS场效应管栅极与电流负极 相连接，所述二极管正极与MOS场效应管的漏极相连接，所述二极管的负极与MOS场 效应管的源极相连接；或所述MOS场效应管包括至少两个并联的N沟道MOS场...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖志军，
申请(专利权)人：廖志军，
类型：实用新型
国别省市：97