[发明专利]过流保护固体继电器

说明书

技术领域

本发明涉及一种过流保护固体继电器。

背景技术

通常中小型直流固体继电器都是使用功率MOSFET晶体管作为输出开关器件。这种器件的不足之处是在于它对电流过载或短路很敏感，这样可能会受到毁坏。于是，研制出了多种关断开关器件的电路，用于当过载电流或短路条件发生时，及时关断开关器件。

在目前已得到应用的过载保护电路中，有些采用可控硅(以及由两只三极管组成的可控硅模拟电路)，有些采用三极管作为保护元件。这些过载保护电路的成功研制，可以使功率MOSFET晶体管这种输出开关器件得到较好地保护，但仍然存在着一定缺陷：

1.可控硅、三极管的接通门限值较高，需要采用较大的取样电阻，这样会增大继电器的功耗；

2.可控硅、三极管的接通门限值随环境温度的变化影响很大，保护点会随环境温度的变化而飘移，从而影响保护效果。

还有一些过载保护电路采用比较器作为保护元件。比较器是一种小规模的集成电路，具有灵敏度高、稳定度高等特点，这样，取样电阻可以用得很小，保护点随环境温度的漂移也较小。但需要解决过电流后电路的“锁死”问题，比较器电路应为可锁比较器电路。即当比较器的输入模拟信号超过某一预定电位时，比较器的输出改变状态，并随即锁死在新的状态上，此后不论输出信号如何变化，比较器也不再动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种过流保护固体继电器，采用可锁比较器电路作为过流保护电路，可以解决取样电阻高、保护点温漂和过电流后电路的“锁死”等技术问题。

本发明所述过流保护固体继电器，由依次连接的输入电路、隔离电路、过流保护电路和输出电路组成。输入电路由电容三点式考比兹振荡电路组成；隔离电路由变压器和变压器输出端连接的整流、稳压电路组成；过流保护电路由可锁比较器电路和可锁比较器电路的同相、反向输入端连接的电阻取样电路构成；输出电路由功率MOSFET晶体管和其栅级串联电阻构成。

如上所述的过流保护固体继电器，可锁比较器电路是一个单电源供电的比较器或运算放大器，比较器或运算放大器为反相输入，即输入电压(V_in)接于反输入端，参考电压(V_m)接于同相输入端；在工作电源(V_dd)正端与比较器或运算放大器的同相输入端之间连接电容器(18)，在工作电源(V_dd)负端与比较器或运算放大器的反相输入端之间连接电容器(24)，在比较器或运算放大器的同相输入端和输出端之间连接电阻(21)。

如上所述的过流保护固体继电器，所述过流保护电路，通过将取样电阻(26)串联在分压电阻(23、25)的回路中，使取样电阻(26)、分压电阻(25)和电容(24)构成了一个RC积分电路，电容(24)为调节过流保护的反时限特性的可调电容。

如上所述的过流保护固体继电器，所述过流保护电路的可锁比较器电路的同相输入端的电压由连接于可锁比较器同相输入端与输出端之间的电阻(21)、连接于可锁比较器同相输入端与工作电源(V_dd)负端之间的电阻(19)的分压值确定；可锁比较器电路的反相输入端的电压由连接于工作电源(V_dd)正端与可锁比较器电路的反相输入端之间的电阻(23)、连接于可锁比较器电路的反相输入端与功率MOSFET晶体管(28)的阴极之间的电阻(25)的分压值和接于可锁比较器电路的反相输入端与工作电源(V_dd)负端之间的取样电阻(26)两端电压值确定。

如上所述的过流保护固体继电器，可锁比较器电路的反相输入端的电压仅由接于可锁比较器电路的反相输入端与工作电源(V_dd)负端之间的取样电阻(26)两端电压值确定，调节过流保护的反时限特性的可调电容(24)直接接在取样电阻(26)两端。

本发明所述的过流保护固体继电器与传统的固体继电器相比，具有如下特点：

1.具有过流、短路保护功能；

2.通过电容、电阻的合理设置，形成了可锁比较器电路技术，实现了保护功能的多次重复；

3.具有较低的输出电压降，因此功耗小；

4.具有较高和灵敏度和可靠性。

附图说明

图1是本专利的电路原理图；

图2是常规的反相输入比较器电路；

图3是本专利简化后的电路原理图。

具体实施方式

本专利的电路原理图参见图1。图中包括一对输入端11和12，一对输出端29和30。其工作原理如下：