专利名称：固态交流继电器的制作方法
固态交流继电器技术领域
本发明属于电子技术和自动控制领域，涉及一种固态交流继电器。
技术背景
用固态继电器作为电子开关，因其接通与断开无机械接触部件，所以它比普通电磁继电器工作开关速度快、无噪声与火化，可靠性高，所需控制电流较小，能与CMOS电路兼容。因此，固态继电器在自动控制有着广泛的应用。另外，在化工、防爆、防潮、防腐蚀或需要与强电隔离等场合都有着广泛的用途。
固态继电器是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关，利用电子组件的开关特性，达到无触点、无火花而接通和断开重负载为目的。因此，它被称之为“无触点电子开关”，固态继电器在很多场合可取代普通电磁继电器。
固态继电器一般由直流电压控制部分、光电耦合器隔离部分及功率输出控制部分组成。根据实际应用，负载的供电电源无论是交流电还是直流电，在制作时选用不同类型的光电耦合器及功率输出控制元件。当供电电源为交流时，光电耦合器可选用M0C306X系列 (受光器件可看作光控的双向触发二极管)，功率控制元件可用单向晶闸管或双向晶闸管。
以下详细说明这种固态交流继电器在实施过程中所涉及的相关技术。发明内容
发明目的及有益效果本发明所述的固态交流继电器可作为电子控制开关，其通断无机械接触部件，比普通电磁继电器工作可靠、开关速度快、无噪声与火化，控制电压范围宽、控制电流较小，能与CMOS电路兼容。因此，固态继电器可应用于计算机接口装置、电炉加热恒温控制系统、遥控系统、工业自动化装置、照明舞台灯光控制、仪器仪表、自动洗衣机、保安系统等。另外，固态交流继电器在化工、防爆、防潮、防腐蚀或需要与强电隔离的场合都有着广泛用途。
电路工作原理固态交流继电器由NPN型晶体管BGl、NPN型晶体管BG2和电阻Rl、 电阻R2构成恒流电路，目的是保证控制电压在大范围变化时，光电耦合器Gl能够可靠工作。在控制端加上直流电压时，电流流过电阻Rl先使NPN型晶体管BG2导通，接着NPN型晶体管BGl也导通，NPN型晶体管BGl发射极与基极间电压始终保持在0. 6V，即电阻R2两端电压为0. 6V，所以流过电阻R2的电流为恒定为0. 6V/R2，那么流过光电耦合器Gl的电流也为0. 6V/R2，基本不随控制电压的变化而变化。当电路中的电阻Rl阻值为51 Ω，控制电路输入电压可在3 28V之间变化，NPN型晶体管BG2的集电极电流维持约为10mA，电流的变化量不超过士 1mA。光电耦合器Gl实现了以光为介质的信号传输，使输入/输出端能够可靠隔离，隔离区的耐压大于lkV。功率控制元件选用双向晶闸管BT，电阻R3为触发限流电阻，电阻R4与电容Cl串联后用来吸收电路中的瞬间峰值电压，从而保护双向晶闸管BT 不被击穿。
技术方案固态交流继电器，由控制电压输入端及恒流电路、光电耦合器、双向晶闸管触发电路及其功率输出负载电路、保护电路和220V交流电源组成，其特征包括
控制电压输入端及恒流电路NPN型晶体管BGl的集电极接NPN型晶体管BG2的基极和电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端和光电耦合器Gl的1脚接控制电压输入端 的正极 IN，NPN型晶体管BG2的集电极接光电耦合器Gl的2脚，NPN型晶体管BGl的基极接NPN型晶体管BG2的发射极和电阻R2的一端，电阻R2的另一端和NPN型晶体管BGl的发射极与电路地GND相连；
双向晶闸管触发电路及其功率输出负载电路双向晶闸管BT的控制极G串接电阻 R3后接光电耦合器Gl的4脚，光电耦合器Gl的6脚接双向晶闸管BT的第一阳极Tl和白炽灯HL的一端，白炽灯HL的另一端接220V交流电源的火线端L，双向晶闸管BT的第二阳极T2接220V交流电源的零线端N ；
保护电路电阻R4的一端接双向晶闸管BT的第一阳极Tl，电阻R4的另一端接电容Cl 一端，电容Cl另一端接双向晶闸管BT的第二阳极T2和220V交流电源的零线端N。
附图1是固态交流继电器的电路工作原理图；附图1中的Gl为光电耦合器为6只引脚，实际使用ι脚、2脚、4脚和6脚，3脚和5脚为空脚。
具体实施方式
以下结合说明书的附图1和实施例对本发明的相关技术作进一步的描述。元器件的选择及其技术参数
BGU BG2均选用NPN型晶体管，型号为2CS9013，要求放大倍数β彡150 ；
Gl为光电耦合器，选用的型号为4Ν25或4拟6，或选M0C3063，要求光电耦合器均选用DIP双列直插式封装形式，否则引脚号与附图1不符；
BT为双向晶闸管，双向晶闸管BT的参数决定着固态交流继电器的带负载能力，本实施例晶闸管BT选用BT136或BCR3AM，其负载电流最大为3A ；若负载电流较大，双向晶闸管BT可选用BCR10AM，最大工作电流可达IOA ；若负载电流小于1A，双向晶闸管BT可使用 MAC97A6等型号，以上所述型号的双向晶闸管均为T0-220塑料封装；
电阻采用RTX-1/4W型金属膜电阻，电阻Rl的阻值为6. 8K Ω ；电阻R2 R4的阻值均为51 62 Ω ；
电容Cl容量为0. 01 μ F，耐压值要求不小于400V ；
HL为220V的白炽灯，本实施例选用功率为25 100W。
电路制作要点与调试方法
固态交流继电器的整个电路可在一小块PCB板上制作完成，PCB板大小为 30mm(长)X 18mm(宽)。若负载使用220V交流电源时，制作中要特别注意输入端与输出端要尽量远离。电路应留出输入/输出端4个接线端，为了便于接线端的区分和使用，电路的控制电压输入端可采用较细引线，且正极引线留得长一些，输出端可采用较粗的引线。这样在使用时无需任何标识便可以根据引脚的引线区别输入/输出端。焊好的PCB板经测试无误后可以装入到适当大小的塑料绝缘盒里。双向晶闸管BT为功率元件，必要时可为其加装散热器；
本发明所述的固态交流继电器的输入电压范围为3 ^V。当然，在确定输入电压变化范围不大情况下，制作时可以将恒流部分的电路省略掉。
权利要求
1. 一种固态交流继电器，由控制电压输入端及恒流电路、光电耦合器、双向晶闸管触发电路及其功率输出负载电路、保护电路和220V交流电源组成，其特征包括控制电压输入端及恒流电路中NPN型晶体管BGl的集电极接NPN型晶体管BG2的基极和电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端和光电耦合器Gl的1脚接控制电压输入端的正极IN， NPN型晶体管BG2的集电极接光电耦合器Gl的2脚，NPN型晶体管BGl的基极接NPN型晶体管BG2的发射极和电阻R2的一端，电阻R2的另一端和NPN型晶体管BGl的发射极与电路地GND相连；双向晶闸管触发电路及其功率输出负载电路中双向晶闸管BT的控制极G串接电阻R3 后接光电耦合器Gl的4脚，光电耦合器Gl的6脚接双向晶闸管BT的第一阳极Tl和白炽灯HL的一端，白炽灯HL的另一端接220V交流电源的火线端L，双向晶闸管BT的第二阳极 T2接220V交流电源的零线端N ；保护电路中电阻R4的一端接双向晶闸管BT的第一阳极Tl，电阻R4的另一端接电容 Cl 一端，电容Cl另一端接双向晶闸管BT的第二阳极T2和220V交流电源的零线端N。
全文摘要
本发明涉及一种固态交流继电器。该固态交流继电器由控制电压输入端及恒流电路、光电耦合器、双向晶闸管触发电路及其功率输出负载电路、保护电路和220V交流电源组成。固态交流继电器是一种由固态电子组件组成的新型无触点开关，利用电子组件的开关特性，达到无触点、无火花而接通和断开重负载为目的。因此，它被称之为“无触点电子开关”，固态交流继电器在很多场合可取代普通电磁继电器。
文档编号H03K17/785GK102497187SQ20111043125
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者何林, 洪珍 申请人:洪珍