[实用新型]一种带自分断的固态继电器

说明书

技术领域

本实用新型涉及继电器领域，具体涉及一种当固态开关的半导体功率器件出现短路失效时、能够强制分断负载输出的带自分断的固态继电器。

背景技术

固态继电器（SolidStateRelay,简称SSR），是由微电子电路，分立电子器件，电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。

固态继电器的输出电路是在触发信号的控制下，实现固态继电器的通断切换。输出电路主要由输出器件和起瞬态抑制作用的吸收回路组成，有时还包括反馈电路。目前，大部分固态继电器使用的输出器件为半导体功率器件，主要有晶体三极管(Transistor)、单向可控硅(SiliconControlledRectifier，简称SCR)、双向可控硅、MOS场效应管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect-Transistor，简称MOSFET)、绝缘栅型双极晶体管(IGBT)等。这些半导体功率器件的特点是工作时会发热，需要散热装置，并且对浪涌电压和浪涌电流的承受力较弱。

固态继电器失效的主要形式就是输出短路（即去除控制信号后，输出不能切断），这对于一些应用场合是不允许的，固态继电器输出短路失效有可能造成灾难性后果（如婴儿床加热等）。造成固态继电器输出短路失效的因素很多，如散热不佳过热损坏、机械应力、过流烧毁、过压击穿等。因此，很多应用在使用固态继电器时也会采取一些防护措施，如在输出回路串联断路器或过流保护开关，也出现了一些智能固态继电器，提供故障报警，过温保护功能等，但对于固态继电器输出短路后的切断一般由人工手动完成。

实用新型内容

针对现有的固态继电器仅能在输出短路时报警不能自动切断电路。固态继电器遇到故障发出报警到手动切断电路之间有时间间隔，可能会造成灾难性的后果。本实用新型提出了一种带自分断的固态继电器，能够检测输出端固态开关的短路失效，并自动切断负载输出和提供报警信号输出，实现高可靠应用。

本实用新型采用如下技术方案：

一种带自分断的固态继电器，它包括逻辑控制电路、开关检测电路、固态开关电路和自分断电路，逻辑控制电路一端分别与开关检测电路的输出端、固态开关电路的输入端和自分断电路的输入端电性连接，逻辑控制电路的第一端口接于固态继电器控制信号输入端，固态开关电路的输入端连接于逻辑控制电路的第二端口，固态开关电路的两个输出端分别连接相电压输入端和相电压输出端，固态开关电路用于根据逻辑控制电路第二端口输入的信号来对两个输出端之间的开关通道进行通断切换，固态开关电路的两个输出端与相电压输入端和相电压输出端之间分别是第一电流通道和第二电流通道，开关检测电路的两个输入端分别连接到该第一电流通道和第二电流通道上，开关检测电路的输出端接逻辑控制电路的第三端口，开关检测电路用于检测固态开关电路的开关通道的通断状态并传输给逻辑控制电路，自分断电路包括开关电路、短接开关电路和熔断器件，开关电路输出端连接短接开关电路的开关控制端，该熔断器件串接在该第一电流通道或第二电流通道上，该短接开关电路并联在熔断器件的电流流向之后与接地端，该开关电路的输入端接逻辑控制电路的第四端口，该自分断电路用于根据逻辑控制电路第四端口输入的信号来对短接开关电路的短接与否进行控制。

进一步的，短接开关电路包括可控开关器件，可控开关器件的控制端接开关电路的输出端，可控开关器件的第一端和第二端分别连接于熔断器件的电流流向之后与接地端。

更进一步的，可控开关器件为单向可控硅、双向可控硅或电磁继电器。

进一步的，开关电路为光电耦合器开关电路或三极管开关电路。

进一步的，自分断电路包括光电耦合器P3、电阻R4、电阻RL、熔断器F1和单向可控硅Q1，熔断器F1串接在该第二电流通道上；光电耦合器P3的输入端连接于逻辑控制电路的第四端口，光电耦合器P3的第一输出端经电阻R4接固态开关电路的第一输出端，光电耦合器P3的第二输出端接单向可控硅Q1的控制极；单向可控硅Q1的阴极接地端，单向可控硅Q1的阳极经电阻RL接相电压输出端。

进一步的，开关检测电路为光电耦合器开关电路或三极管开关电路。

更进一步的，光电耦合器开关检测电路包括光电耦合器P1、二极管D1和电阻R1，光电耦合器P1的输入端正极经二极管D1和电阻R1连接于第二电流通道，二极管D1的负极接于光电耦合器P1的输入端正极，光电耦合器P1的输入端负极接于第一电流通道，光电耦合器P1的输出端连接于逻辑控制电路的第三端口。