[实用新型]平面变压器隔离固态继电器

说明书

技术领域

本实用新型涉及继电器技术领域，具体涉及一种平面变压器隔离固态继电器。

背景技术

随着武器型号小型化的发展趋势，对部件体积小型化提出了更高的要求。电气隔离型固态继电器作为军用控制系统的重要部件，目前的电气隔离型固体继电器一般采用导线绕组变压器或者光电耦合器等作为输入控制信号和输出信号的隔离耦合器件。然而，导线绕组变压器存在制造工艺繁琐，劳动量大，成本高，一致性差，体积大，重量大等缺点；而光电耦合器需要独立电源供电，增加了电路的复杂性，成本增加，可靠性降低，此外光耦还存在传输延迟较大，寿命短等缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是是现有固态继电器所存在的不足，提供一种平面变压器隔离固态继电器，其采用平面变压器完成输入信号与输出信号之间的电气隔离，能够满足固态继电器小型化、质量轻和薄型化要求，具有生产过程简单、低成本、高可靠性，高集成度等特点。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

平面变压器隔离固态继电器，包括至少1个通道的平面变压器隔离固态继电器；每个通道的平面变压器隔离固态继电器主要由低通滤波电路、施密特触发门限电路、振荡电路、平面变压器、阻抗匹配电路、整流倍压电路、功率管驱动电路和功率管组成；其中平面变压器包括初级平面线圈和次级平面线圈；外部输入控制信号与低通滤波电路的输入端相连；低通滤波电路的输出端与施密特触发门限电路的输入端相连；施密特触发门限电路的输出端与振荡电路输入端相连；振荡电路与平面变压器的初级平面线圈连接，并作为振荡电路的一部分；平面变压器的次级平面线圈与阻抗匹配电路连接，并作为阻抗匹配电路的一部分；阻抗匹配电路输出端与整流倍压电路的输入端相连；整流倍压电路的输出端与功率管驱动电路的输入端相连；功率管驱动电路的输出端与功率管的控制端相连；功率管的输出端向外部输出功率信号。

上述方案中，功率管为场效应管、三极管、达林顿管或绝缘栅双极型晶体管。

上述方案中，平面变压器的初级平面线圈和次级平面线圈印制在同一块印制电路板的不同层上，其中初级平面线圈由印制在该印制电路板上的至少 1层盘旋状的覆铜箔导电带构成，次级平面线圈由印制在该印制电路板上的至少1层盘旋状的覆铜箔导电带构成。

上述方案中，在印制电路板的厚度方向上，初级平面线圈的每层覆铜箔导电带相互之间重叠，次级平面线圈的每层覆铜箔导电带相互之间也重叠，初级平面线圈的覆铜箔导电带与次级平面线圈的覆铜箔导电带相互重叠。

上述方案中，低通滤波电路包括电阻R1，电容C1-C2和运算放大器U1；电阻R1的一端作为低通滤波电路的输入端；电阻R1的另一端连接电容C1的一端和运算放大器U1的正输入端；电容C1的另一端接地；电容C2的两端分别与运算放大器U1的正电源端和负电源端相连；运算放大器U1的负输入端与运算放大器U1的输出端相连，并作为低通滤波电路的输出端。

上述方案中，施密特触发门限电路包括电阻R2-R7，电容C3和三极管 VT1-VT2；三极管VT1的基极作为施密特触发门限电路的输入端；电阻R2的一端连接三极管VT1的基极，电阻R2的另一端接地；三极管VT1的发射极经由电阻R4接地；三极管VT1的集电极经由电阻R3接电源VCC；电阻R5与电容C3并联后，其一端连接三极管VT1的集电极，另一端连接三极管VT2的基极；电阻R6的一端连接三极管VT2的基极，电阻R6的另一端接地；三极管 VT2的集电极经电阻R7接电源VCC；三极管VT1的发射极与三极管VT2的发射极相连；三极管VT2的集电极作为施密特触发门限电路的输出端。

上述方案中，振荡电路包括电阻R8-R9，电容C4-C6和三极管VT3；电阻 R8和电容C4并联后，一端作为振荡电路的输入端，并与平面变压器的初级平面线圈的一端相连，另一端与三极管VT3的基极相连；电阻R9和电容C4 并联后，一端与三极管VT3的基端相连，另一端接地；电容C6的两端分别与三极管VT3的集电极和发射极相连；三极管VT3的发射极接地；三极管VT3 的集电极与平面变压器的初级平面线圈的另一端相连。