[实用新型]一种交流固态继电器

说明书

技术领域

       本实用新型涉及一种继电器，具体涉及一种交流固态继电器，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。现在的交流固态继电器其电子开关器件多为双向可控硅，采用可控硅实现的交流固态继电器导通后管压降较大，自身功耗较大，关断后漏电流较大，不能实现理想的电隔离。而目前功率开关管采用大功率MOSFET器件实现的交流固态继电器均为非过零型交流固态继电器，仅实现了交流电流的通断功能，不能实现电压的过零开通及电流的过零关断功能。

例如，中国专利申请号为201120014085.0、公开日为2011年8月17日、专利名称是“一种交流固态继电器”的申请案公开了一种交流固态继电器，该继电器采用双向晶闸管作为开关管，光电耦合器控制双向晶闸管触发电路。其不足在于双向晶闸管开关电路导通压降大，自身功耗高，漏电流大，不能实现电流短路保护。

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，该继电器采用MOSFET作为开关功率管，实现过流短路保护，具有交直流双向导通功能。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，不具备交流电源过零开通及过零关闭功能。

又如，中国专利申请号为95241534.8、公开日为1996年6月5日、专利名称是“光伏型固态继电器”的申请案公开了一种交直流固态继电器，该继电器开关回路由两只功率场效应管MOSFET组成，勿需附加电源，能作为交流电源开关。其不足之处在于，不具备交流电源电源过零开通及过零关闭功能。

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低导通压降、漏电流小、电压过零开通电流过零关闭及具有短路过流保护功能的交流固态继电器。

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功率开关控制电路及功率开关电路；功率开关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、电流过零采集电路、电压过零采集电路、与电流过零采集电路及电压过零采集电路输出端相连接的控制逻辑电路、与控制逻辑电路及光电转换电路输出端相连接的第一驱动电路、与控制逻辑电路及第一驱动电路输出端相连接的第二驱动电路。

上述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接第一驱动电路输出端的第一功率场效应管及栅极接第二驱动电路输出端的第二功率场效应管。

上述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均与短路信号采集电路及电流过零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交流固态继电器的开关其中一个输出端；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交流固态继电器的开关另外一个输出端；信号锁存电路的两个输出端分别接第一功率场效应管的栅极及第二功率场效应管的栅极；电压过零采集电路的两输入端接固态继电器的输出端L、N。

本实用新型还包括第一栅极电阻和第二栅极电阻；第一栅极电阻串联在第一驱动电路与第二驱动电路的公共端和信号锁存电路与第一功率场效应管栅极的公共端之间；第二栅极电阻串联在第二驱动电路的输出端和信号锁存电路与第二功率场效应管栅极的公共端之间。

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）本实用新型交流固态继电器采用了先进的MOSFET隔离控制技术，输入端加上直流控制信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态，导通电压降仅17mV/A；

（2）本实用新型交流固态继电器具有电压过零开通及电流过零关断功能、短路自锁保护功能；

（3）本实用新型交流固态继电器的功率场效应管电路，断态漏电流低于5微安；