[发明专利]固态继电器保护装置

说明书

技术领域

本申请总体涉及一种固态继电器保护装置。本申请更具体地涉及一种固态继电器，其带有用于中断输入控制信号的反馈电路。

背景技术

与使用活动触头以断路或者接通电路的机械继电器相反，固态继电器(SSR)是半导体开关装置，诸如硅可控整流器(SCR)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者类似的晶体管器件。固态继电器控制电流流动。低电平驱动信号可控制通过固态继电器的大电流流动，该方式类似于机械继电器可使用低功率信号以开关大电流。与机械继电器相比，固态继电器提供更快的开关时间，无触头跳动或者声噪声，能够使开关作用与诸如AC波形过零的外部事件协调，并且不存在诸如发弧或者触点烧损的磨损机制。

固态继电器可能响应于因例如感性负载转换引起的电流浪涌、短路引起的故障电流或者过温而失效。过电流导致固态继电器过热，这可能破坏产生开关作用的半导体结。固态继电器的开关元件具有比机械继电器低得多的热惯量，并且固态继电器开关元件的安全操作温度比机械继电器的安全操作温度低得多。这些选择性使得固态继电器比常规机械继电器对诸如因马达启动产生的冲击电流的瞬时过载更为敏感。

另外，固态继电器通常在接通模式下失效，这可使得电路通电而没有办法去除负载电流。

要解决的问题在于，需要提供一种用于固态继电器的保护电路，其能够在固态继电器损坏情况下除去负载电流。其它特征和优势根据以下公开将是明显的。

发明内容

由用于保护固态继电器(solid-staterelay)的电路提供的方案包括连接在输入信号源和固态继电器输入端子之间的开关元件。固态继电器包括用于连接到负载的输出端子。感测元件与固态继电器相关联，以感测与固态继电器相关联的操作参数。反馈元件控制开关元件，以响应于操作参数超过参考参数转换操作状态。固态继电器响应于开关元件在激励状态或去激励(de-energized)状态之间控制固态继电器的输出电流而改变状态。

附图说明

现在将参考附图举例说明本发明，其中：

图1示出了固态继电器反馈控制电路的一个实施例。

图2示出了固态继电器反馈控制电路的另一实施例。

图3示出了在一个实施例中结合比较器使用的电阻性反馈电路。

图4示出了带有滞后反馈电阻器的示例性比较器的响应曲线。

图5示出了固态继电器反馈控制电路的第三实施例。

具体实施方式

在一个实施例中，由用于保护固态继电器的电路提供的方案包括连接在输入信号源和固态继电器输入端子之间的开关元件。固态继电器包括用于连接到负载的输出端子。感测元件与固态继电器相关联，以感测与固态继电器相关联的操作参数。反馈元件控制开关元件，以响应于操作参数超过参考参数转换操作状态。固态继电器响应于开关元件在激励状态或去激励状态之间控制固态继电器的输出电流而改变状态。

另一实施例涉及用于保护固态继电器的电路。该电路包括连接在输入信号源和固态继电器输入端子之间的开关元件。固态继电器包括用于连接到负载的输出端子。感测元件与固态继电器相关联，以感测与固态继电器相关联的操作参数。比较器比较操作参数与参考值，并且控制开关元件以响应于操作参数超过参考参数转换固态继电器的操作状态。

在又一实施例中，用于保护固态继电器的方法包括：将开关元件连接在输入信号源和固态继电器的输入端子之间；将负载连接到固态继电器的输出端子；感测与固态继电器相关联的操作参数；经由反馈元件控制开关元件；响应于操作参数超过参考参数转换开关元件的操作状态；响应于开关元件变换固态继电器的操作状态；以及在激励状态或去激励状态之间控制固态继电器的输出电流。

本文所述实施例的一些优势在于，固态继电器反馈电路可以被配置为基于电路参数、例如基于电流或者温度的测量数据调制继电器驱动信号。在测量到参数接近可能损伤继电器的值时，反馈信号将除去驱动或者输入信号，从而断开流过固态继电器的电流。

所公开反馈电路的其它优势包括在外部驱动信号被施加时，反馈电路将仅对固态继电器施加致动信号。

固态继电器反馈电路的各种实施例可以包括分离的模拟或者数字通信电路或者具有至少两个输入和一个输出的小的微处理器。在一个实施例中，第一微处理器输入监测驱动信号，第二输入可以监测电流或电压，并且微处理器输出对固态继电器施加驱动信号。在另一实施例中，可以添加一个或多个输出端子，以由最终用户查询以确定固态继电器的状态，如断路模式、接通模式或者在电流/温度界限模式。