[实用新型]一种直流固态继电器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种继电器，具体涉及一种直流固态继电器，用于飞机、舰船、车辆及工业自动化等领域开关控制。

背景技术

相比传统电磁线圈带触点继电器，固态继电器具有寿命长、可靠性高、控制功率小、开关速度快，电磁干扰小、无噪声、无火花等优点。现在的直流固态继电器其电子开关器件从可控硅、晶体管逐渐发展到了采用大功率MOSFET器件，实现了大功率高耐压。然而现在的直流固态继电器由于采用了单一的MOSFET，因此其功率端均具有方向性，限制了继电器的使用，不能完全替换现有的电磁线圈带触点继电器。现有的固态继电器输入控制端采用光隔技术降低了可靠性，且需提供额外的偏置电源。现有的具有过流短路保护功能的固态继电器，不能实现短路保护自锁功能。

例如，中国专利申请号为200510021484.9、公开日为2007年2月14日、专利名称是“直流固态继电器”的申请案公开了一种直流固态继电器，该继电器实现过流短路保护，采用了MOS开关管。其不足之处在于，它采用单向MOS功率管，不能实现直流电流的双向导通，不能完全替换现有的电磁线圈带触点继电器。

又如，中国专利申请号为200820115691.X、公开日为2009年10月21日、专利名称是“交直流过流保护固态继电器”的申请案公开了一种交直流过流保护固态继电器，该继电器实现过流短路保护，具有直流双向导通功能。其不足之处在于，它采用二极管构成的桥式全波整流器，导通压降大，功耗高。另一不足在于，它采用额外的外部电源给电路供电，增加固态继电器的外部引脚，对外部应用要求较高。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种具有双向导通性能，短路保护自锁，无需额外提供偏置电源的直流固态继电器。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型包括壳体封装和安装在壳体封装内的隔离控制电路及功率开关电路；隔离控制电路包括输入端接控制电源输入端VCC、GND的DC-DC电源电路、输入端接控制电源输入端VCC的光电转换电路、短路信号采集电路、与短路信号采集电路输出端相连接的信号锁存电路和与信号锁存电路及光电转换电路输出端相连接的驱动电路；功率开关电路包括第一电流采样电阻及与第一电流采样电阻一端相连接的第二电流采样电阻和栅极均接驱动电路输出端的第一功率场效应管及第二功率场效应管；第一电流采样电阻与第二电流采样电阻的公共端为DC-DC电源电路的输出地，第一电流采样电阻及第二电流采样电阻的另一端分别与短路信号采集电路输入端相连接；第一功率场效应管的源极接第一电流采样电阻与短路信号采集电路的公共端，第一功率场效应管的漏极为直流固态继电器的开关其中一个输出端；所述第二功率场效应管的源极接第二电流采样电阻与短路信号采集电路的公共端，第二功率场效应管的漏极为直流固态继电器的开关另外一个输出端。

本实用新型采用大功率高耐压功率场效应管作为固态继电器的开关，两功率场效应管的漏极分别作为固态继电器的开关的两端点，源极通过两个电流采样电阻相连，使本实用新型的直流固态继电器具有双向导通性，与普通电磁继电器应用习惯完全兼容。

上述驱动电路与第一功率场效应管的栅极及第二功率场效应管的栅极之间分别设有第一栅极电阻及第二栅极电阻。用于控制功率场效应管开关的上升及下降时间，提高固态继电器的电磁兼容性。

上述壳体封装包括壳体和灌封于壳体内的灌封胶。

本实用新型的有益效果如下：

（1）本实用新型直流固态继电器采用两级大功率场效应管电路，具有导通电流无方向性，导通内阻小，功耗低等优点；

（2）本实用新型直流固态继电器的功率场效应管电路，静态漏电流仅为1微安，比通常的功率管电路的100微安漏电流小了100倍；

（3）本实用新型的直流固态继电器具有短路立即保护锁存功能；

（4）本实用新型的直流固态继电器采用DC-DC电源电路，控制端与功率端完全电气隔离，与普通电磁继电器应用习惯完全兼容。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2为本实用新型的电路原理图。

     图中各标号：壳体封装1，隔离控制电路2，功率开关电路3，光电转换电路21，DC-DC电源电路22,信号锁存电路23，短路信号采集电路24,驱动电路25，第一栅极电阻31,第二栅极电阻32，第一功率场效应管33,第二功率场效应管34，第一电流采样电阻35,第二电流采样电阻36。

具体实施方式