固态继电器和负载驱动电路制造技术

本发明专利技术提供了一种固态继电器和负载驱动电路，该固态继电器包括光接收元件、构造为连接到交流电源和负载的输出端子、将光接收元件连接到第一输出端子的第一连接线、将光接收元件的第二端部连接到第二输出端子的第二连接线、位于第一连接线与第二连接线之间并且构造为通过从光接收元件输出的电流而接通的开关元件、以及其中有电容器和电阻器串联连接的缓冲电路。缓冲电路的电阻器在光接收元件的第一与第二端部中的一个与开关元件的端部之间连接到第一连接线，并且过电流保护元件在电阻器与开关元件的端部之间连接到第一连接线。

【技术实现步骤摘要】
固态继电器和负载驱动电路
本专利技术的实施方式涉及一种固态继电器和一种包括该固态继电器的负载驱动电路。
技术介绍
传统地，已知一种固态继电器，其包括将组成缓冲电路的电容器与电阻器的节点连接到三端双向可控硅开关元件（triac）的栅极端子（gateterminal）的第三连接线（例如，参照日本专利申请特开公开No.2009-60322）。然而，传统的固态继电器具有一个问题在于，由于冲击等，可能在电容器中发生破裂，导致缓冲电路被烧坏；或是三端双向可控硅开关元件可能被断开，导致包括三端双向可控硅开关元件的控制电路被烧坏。
技术实现思路
本专利技术被设计为解决上述问题，并且这些实施方式的一个目的是提供一种固态继电器以及一种包括该固态继电器的负载驱动电路，其中固态继电器不仅具有简单且不昂贵的构造而且还具有即使缓冲电路（snubbercircuit）或者控制电路被损坏也能够适当地防止电子部件被烧坏的功能。根据这些实施方式的一个方面，一种固态继电器包括：一对输入端子；发光元件，该发光元件位于一对输入端子之间；光接收元件，该光接收元件构造为在从发光元件输出的光上执行光电转换并构造为输出电流；一对输出端子，该一对输出端子构造为连接到交流电源和负载，这对输出端子对包括第一输出端子与第二输出端子；第一连接线，该第一连接线将光接收元件的第一端部连接到第一输出端子；第二连接线，该第二连接线将光接收元件的第二端部连接到第二输出端子；开关元件（switchingelement），该开关元件位于第一连接线与第二连接线之间并且构造为通过从光接收元件输出的电流接通；以及缓冲电路，该缓冲电路位于第一连接线与第二连接线之间并且包括电容器与电阻器，该电容器与电阻器串联连接，电阻器在光接收元件的第一端部与开关元件的一个端部之间位于第一连接线中，过电流保护元件在电阻器的第一端部和第二端部中的一个端部与开关元件的一个端部之间位于第一连接线中。通过该构造，当缓冲电路的电容器短路时，由于输出端子经由缓冲电路和过电流保护元件相互连接，即使过电流在输出端子之间流动，因为过电流保护元件也防止了其他部件的燃烧。此外，当开关元件被断开时，由于输出端子经由光接收元件相互连接，即使过电流在输出端子之间流动，因为过电流保护元件也防止了其他部件的燃烧。通过这种方式，即使在缓冲电路与开关元件任一个中发生问题，也能够通过利用单个过电流保护元件防止其他部件烧坏。因此，能够通过简单且不昂贵的构造处理在缓冲电路以及开关元件中的任何故障。优选的是缓冲电路的电阻器被设置在第一连接线中。通过这种构造，当开关元件断开时能够通过利用缓冲电路的电阻器防止过电流流到光接收元件侧。光接收元件可以是光敏可控硅耦合器（phototriaccoupler），并且开关元件和电容器可以并联连接到光敏可控硅耦合器。光接收元件可以是光敏晶体管耦合器（photo-transistorcoupler），桥式全波整流电路以及用于接通/关闭桥式全波整流电路的晶闸管可以经由输出电路连接到光敏晶体管耦合器，开关元件和电容器可以并联连接，并且桥式全波整流电路的输出端子可以连接到开关元件。根据这些实施方式的另一个方面，负载驱动电路包括上述固态继电器中的任一个，并且负载和电源串联连接到该固态继电器。根据本实施方式，由于认真设计当电容器短路时以及当开关元件断开时缓冲电路的连接方法，因此通过利用单个电流保护元件能够防止由于过电流导致的其他电子部件被烧坏。为此，该构造被简化并且未增加成本。附图说明图1是示出根据第一实施方式的负载驱动电路的图；图2是示出在图1的负载驱动电路中当缓冲电路的电容器短路时的通电路径的电路图；图3是示出在图1的负载驱动电路中当三端双向可控硅开关元件断开时的通电路径的电路图；图4是示出根据第二实施方式的负载驱动电路的图；图5是示出在图4的负载驱动电路中当缓冲电路的电容器短路时的通电路径的电路图；以及图6是示出在图4的负载驱动电路中当三端双向可控硅开关元件断开时的通电路径的电路图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述一些优选的实施方式。除非另外特别说明，否则“一个（a）”或“一个（an）”表示“一个或多个”。（第一个实施方式）图1是根据第一实施方式的包括固态继电器2的负载驱动电路1的构造图。负载驱动电路1包括固态继电器2、交流电源3、以及负载4。当电能经由一对输入端子5a和5b从电源（未示出）供给到固态继电器2时，固态继电器2进入到接通状态（ONstate），使得能够将电能从交流电源3供给到连接在输出端子6a与6b之间的诸如电机的负载4。输入端子5a和5b连接到输入电路7，光电耦合器8的发光元件连接到输入电路。这里，发光二极管9被用作发光元件。光敏可控硅耦合器10被用作光电耦合器8的光接收元件。光敏可控硅耦合器10的两个端子与输出端子6a和6b分别地经由第一连接线11与第二连接线12相互连接。三端双向可控硅开关元件13与缓冲电路14中的每个都连接在第一连接线11与第二连接线12之间。三端双向可控硅开关元件13是双向晶闸管（bidirectionalthyristor），其将由输入到栅极端子15的具有预定电流值的电流所接通。在三端双向可控硅开关元件13中，一个主要端子（第一主要端子16）在第一节点17处连接到第一连接线11，并且栅极端子15与另一个主要端子（第二主要端子18）分别地在第二节点19和第三节点20处连接到第二连接线12。在此构造中，三端双向可控硅开关元件13并联连接到光敏可控硅耦合器10。此外，缓冲电路14的电阻器R3、电阻器R2、和保险丝21从光敏可控硅耦合器一侧以这个顺序串联连接在光敏可控硅耦合器10的一个端部与第一节点17之间的第一连接线11中。电阻器R1在第二节点19与第三节点20之间连接在第二连接线12中。缓冲电路14包括电阻器R2和电容器C，并且电阻器R2连接在第一连接线11的电阻器R3与三端双向可控硅开关元件13的一个端子之间。电容器C连接到电阻器R3与R2两者之间的第一连接线11，并且连接到三端双向可控硅开关元件13的第二主要端子18与相对侧上的输出端子6b之间的第二连接线12。保险丝21，作为过电流保护元件的一个实例，连接在第一连接线11中，位于缓冲电路14的电阻器R2的一个端部与三端双向可控硅开关元件13的第一主要端子16连接到其上的第一节点之间。接着，描述包括具有上述构造的固态继电器2的负载驱动电路1的运作。当电流从电源（未示出）供给到诸如端子5a和5b时，光从用作发光元件的发光二极管9输出，并且该光被接收并且然后通过光敏可控硅耦合器10转换成电流。即，光敏可控硅耦合器10进入接通状态。当光敏可控硅耦合器10进入接通状态并且超过参考值的电流输入到三端双向可控硅开关元件13的栅极端子15时，三端双向可控硅开关元件13也进入接通状态。从而，如图1的粗线所指示的，交流电源3、负载4、以及三端双向可控硅开关元件13形成闭合电路，从而负载4将进入驱动状态。偶然地，缓冲电路14的电容器在由于冲击等发生破裂时或者当电路使用很长的时间时可能发生短路。在此情形中，通过交流电源3、负载4、和三端双向可控硅开关元件13形成的闭合电路将会通过如图2中的粗线指示的交流电源3、负载4、以及缓冲电路14形成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态继电器，包括：一对输入端子；发光元件，所述发光元件位于所述一对输入端子之间；光接收元件，所述光接收元件构造为在从所述发光元件输出的光上执行光电转换并且构造为输出电流；一对输出端子，所述一对输出端子构造为连接到交流电源和负载，所述一对输出端子包括第一输出端子和第二输出端子；第一连接线，所述第一连接线将所述光接收元件的第一端部连接到所述第一输出端子；第二连接线，所述第二连接线将所述光接收元件的第二端部连接到所述第二输出端子；开关元件，所述开关元件位于所述第一连接线与所述第二连接线之间并且构造为通过从所述光接收元件输出的电流而接通；以及缓冲电路，所述缓冲电路位于所述第一连接线与所述第二连接线之间并且包括电容器和电阻器，所述电容器和所述电阻器串联连接，其中所述电阻器在所述光接收元件的所述第一端部与所述开关元件的端部之间连接到所述第一连接线，过电流保护元件在所述电阻器的第一端部和第二端部中的一个端部与所述开关元件的端部之间连接到所述第一连接线。

【技术特征摘要】
2011.11.04 JP 2011-2424441.一种固态继电器，包括：一对输入端子；发光元件，所述发光元件位于所述一对输入端子之间；光接收元件，所述光接收元件构造为在从所述发光元件输出的光上执行光电转换并且构造为输出电流；一对输出端子，所述一对输出端子构造为连接到交流电源和负载，所述一对输出端子包括第一输出端子和第二输出端子；第一连接线，所述第一连接线将所述光接收元件的第一端部连接到所述第一输出端子；第二连接线，所述第二连接线将所述光接收元件的第二端部连接到所述第二输出端子；开关元件，所述开关元件位于所述第一连接线与所述第二连接线之间并且构造为通过从所述光接收元件输出的电流而接通；缓冲电路，所述缓冲电路包括电容器和电阻器，所述电容器和所述电阻器串联连接，其中所述电容器在所述光接收元件的第一端部连接至所述第一连接线并且在所述开关元件的第一端部与所述第二输出端子之间连接至所述第二连接线，并且所述电阻器电连接在所述光接收元件的所述第一端部与所述开关元件的第二端部之间；以及过电流保护元件，通过所述第一连接线连接至所述负载的一侧，所述过电流保护元件连接在所述开关元件的第二端部与所述缓冲电路的所述电阻器之间，其中在所述电容器被短路时，电流流入所述过电流保护元件以及所述缓冲电路中，并且在所述开关元件被断开时，电流流入所述过电流保护元件、所述缓冲电路的所述电阻器、以及所述光接收元件中。2.根据权利要求1所述的固态继电器，其中，所述光接收元件是光敏可控硅耦合器，并且所述开关元件和所述电容器并联连接到所述光敏可控硅耦合器。3.根据权利要求1所述的固态继电器，其中，所述光接收元件是光敏晶体管耦合器，所述光敏晶体管耦合器将桥式全波整流电路连接到晶闸管，所述晶闸管构造为经由输出电路接通/关闭所述桥式全波整流电路，所述开关元件和所述电容器并联连接，并且所述桥式全波整流电路的输出端子连接到所述开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：北原康行，新马场健，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：