专利名称：一种三相固态继电器的制作方法
技术领域：
一种三相固态继电器 技术领域[0001]本实用新型涉及固态继电器领域，尤其涉及一种对可控硅状态检测的三相固态继 电器(SSR, Solid State Relay)。
背景技术：
[0002]科技的发展使人们对三相固态继电器(SSR)的要求越来越高，功能简单的三相固 态继电器(SSR)已经无法满足人们的需求，在实际应用中，虽然缺相保护给使用带来了不 少便利，但是三相固态继电器(SSR)若发生故障，主要表现为可控硅短路、断路或者负载连 接出现断线，使用者将很难知道系统故障点，从而不利于整个系统的使用、维护以及改进。[0003]如图1所示的现有的带缺相保护的三相固态继电器(SSR)包括电源模块31、缺相 检测模块71、信号处理模块41、驱动模块51以及功率组件模块61。功率组件模块61分别 与三相电11以及负载21连接，驱动模块51分别与电源模块31以及功率组件模块61连接， 缺相检测模块71分别与三相电11以及电源模块31连接，信号处理模块41分别与电源模 块31以及驱动模块51连接；该三相固态继电器(SSR)通过缺相检测模块71对三相电11 进行监控，并由信号处理模块41对信号进行处理，并进行故障判断。[0004]现有的三相固态继电器一般都能实现三相电的缺相状态检测，由逻辑器件进行缺 相判断并提供缺相保护。然而，若要实现可控硅状态检测和负载连接状态检测，则需要电流 互感器的配合。现有技术是将检测电路单独制成一个模块，将电流互感器放入其中，根据需 要进行模块化配合，而且仅在单相固态继电器中使用。由于使用电流互感器的外接设备成 本比较高，且在主回路发生短路时容易使电流互感器损坏。[0005]因此，能够提出一种成本较低，且能够对可控硅状态和负载连接状态进行检测，并 在出现故障时能够判断故障点，从而进行快速维护的三相固态继电器(SSR)已为急需。实用新型内容[0006]为了克服现有技术的缺陷，本实用新型旨在提供一种成本较低，对可控硅和负载 连接状态的检测，对三相固态继电器(SSR)进行过温保护，并可通过报警输出模块输出报 警信息和具体故障内容的三相固态继电器(SSR)。[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供了 一种三相固态继电器(SSR)，包括驱动模 块、功率组件模块、电源模块、信号处理模块以及缺相检测模块，所述驱动模块连接所述信 号处理模块以及所述功率组件模块，所述功率组件模块分别与三相电以及负载连接，所述 缺相检测模块与三相电连接，所述电源模块为所述缺相检测模块、所述信号处理模块以及 所述驱动模块提供稳压电源，并将输入的宽范围的电压控制信号转换成信号处理模块能够 识别的高/低电平信号；其中，所述功率组件模块包括可控硅；该三相固态继电器(SSR)还 包括测温模块、可控硅状态检测模块和报警输出模块，所述可控硅状态检测模块分别与所 述电源模块以及所述可控硅输出端相连接，所述报警输出模块与所述信号处理模块相连 接，所述测温模块与所述电源模块以及所述驱动模块相连接；[0008]其中，所述缺相检测模块对三相电的输入进行检测，并输出缺相信号至所述信号处理模块；所述测温模块对所述三相固态继电器(SSR)的底板温度进行检测，从而检测可控硅的温度，并输出温度信号至所述信号处理模块；所述可控硅状态检测模块对所述可控硅的工作状态以及负载连接状态进行检测，并输出可控硅状态信号以及负载连接状态信号至所述信号处理模块；所述信号处理模块根据所述缺相信号、温度信号、可控硅状态信号以及负载连接状态信号对所述三相电缺相状态、所述可控硅的工作状态以及负载连接状态进行判断，若存在异常情况，则切断并锁定功率组件模块的输出，并由报警输出模块输出报警信号。较佳地，所述可控硅状态检测模块包括三相整流桥，所述三相整流桥对所述可控硅的工作状态以及负载连接状态进行检测，并输出可控硅状态信号以及负载连接状态信号至所述信号处理模块。较佳地，所述可控硅的工作状态包括断路、短路以及正常状态。较佳地，所述信号处理模块至少包括一逻辑处理器件。较佳地，所述该逻辑处理器件为微处理器MCU/DSP。较佳地，所述报警输出模块包括LED指示灯以及报警输出端口，通过所述LED指示灯的不同闪烁状态，从而指示当前发生的故障内容；并通过报警输出端口输出故障电信号至外部控制器。与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下:1、本实用新型通过增加了测温模块，检测可控硅的温度，当温度达到保护点，就切断并锁定功率组件模块的输出，以保护可控硅不因温度过高而烧毁。2、本实用新型通过可控硅状态检测模块对可控硅状态和负载连接状态进行检测，并由逻辑器件判断可控硅是否为短路、断路或正常状态以及负载连接是否断线；若存在异常情况，则切断并锁定功率组件模块的输出，由报警输出模块输出报警信号，使LED指示当前发生的故障内容，并由报警输出端口输出至外部控制器一个报警电信号。3、本实用新型通过测温模块、可控硅状态检测模块和报警输出模块的设置，能够判断当时的工作状态，其结构简单，安全性高，且成本较低，极大减小了三相固态继电器在配套应用中的成本，使其应用更加广泛。
图1为现有技术带缺相保护的三相固态继电器的结构框图；图2为本实用新型三相固态继电器(SSR)的结构框图；图3为本实用新型三相固态继电器(SSR)的工作流程图。符号列表:11-三相电，21负载，31-电源模块，41-信号处理模块，51驱动模块，61-功率组件模块，71-缺相检测模块；101-三相电，201-负载，301-电源模块，401-信号处理模块，501-驱动模块，601-功率组件模块，701-缺相检测模块，702-测温模块，703-可控硅状态检测模块，801-报
警输出模块。[0027]具体实施方式
:参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细的描述本实用新型。然而，本实用新型可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本技术领域的人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。现参考图2详细描述本实用新型实施例的三相固态继电器(SSR)，如图2所示，本实用新型提供的三相固态继电器(SSR)，包括驱动模块501、功率组件模块601、电源模块301、信号处理模块401、缺相检测模块701、测温模块702、可控硅状态检测模块703以及报警输出模块801。其中，功率组件模块601包括可控硅，驱动模块501连接信号处理模块401以及功率组件模块601，功率组件模块601分别与三相电101以及负载201连接；缺相检测模块701与三相电101连接，电源模块301为缺相检测模块701、测温模块702以及驱动模块501提供稳压电源，并将输入的宽范围的电压控制信号转换成信号处理模块401可识别的高/低电平信号；而且，可控硅状态检测模块703分别与电源模块301以及可控硅输出端相连接，报警输出模块801与信号处理模块401相连接，并连接到外部输出端口 ；测温模块702与电源模块301以及信号处理模块401相连接；其中，电源模块301将输入的宽范围的电压控制信号转换成高/低电平信号，并输出至信号处理模块401 ；测温模块702对三相固态继电器(SSR)的底板的温度进行检测，从而检测可控硅的温度，并输出温度信号至信号处理模块401 ；缺相检测模块701对三相电的输入进行检测，并输出缺相信号至信号处理模块401 ；可控硅状态检测模块703对可控硅输出端以及负载进行检测，并输出可控硅状态信号和负载连接状态信号至信号处理模块401 ；信号处理模块401根据输入控制信号、缺相信号、温度信号、可控娃状态信号以及负载连接状态信号对三相电缺相状态、可控硅的工作状态以及负载连接状态进行判断，若存在异常情况，则切断并锁定功率组件模块的输出，并由报警输出模块801输出报警信号。另外，可控硅状态检测模块703包括三相整流桥、光耦、电阻，所述三相整流桥对可控硅输出端进行检测，由光耦、电阻对三相整流桥的信号进行电气隔离，并将其检测到的可控硅的断路、短路、正常状态以及负载连接状态信号输出至信号处理模块401，由信号处理模块401处理判断其状态，控制驱动模块501对功率组件模块601的通断，并由报警输出模块801输出报警信号。较佳地，信号处理模块401为一逻辑处理器件，且该逻辑处理器件为微处理器MCU/DSP。同时信号处理模块401也对测温模块702以及缺相检测模块701的信号进行处理并判断。并且，报警输出模块801包括LED指示灯以及报警输出端口，通过所述LED指示灯的不同闪烁状态，从而指示当前发生的故障内容；并通过报警输出端口输出报警电信号至外部控制器。如图3所示，以下以本实用新型三相固态继电器(SSR)的具体工作流程图来描述本实用新型具体的工作过程:当本实用新型实施的三相固态继电器(SSR)在工作过程中，电源模块301为所述测温模块701、缺相检测模块702、可控硅状态检测模块703提供稳压电源；并具体进行如下 检测报警过程:[0039]1、当所述测温模块702工作时，由所述测温模块702对三相固态继电器(SSR)的 底板的温度进行检测，从而间接检测可控硅的工作温度，并输出温度信号给信号处理模块 401，如果温度过高，由信号处理模块401发送过温控制信号至驱动模块501以及报警输出 模块801，所述驱动模块501停止驱动功率组件模块601 ;同时所述报警输出模块801通过 报警输出端口向外部输出故障报警电信号，并且LED灯闪烁，闪烁间隔时间均匀，例如闪烁 间隔时间为I秒，以指示过温故障；若温度没有超出设定范围，则三相固态继电器(SSR)继 续工作。[0040]2、当所述缺相检测模块701工作时，由所述缺相检测模块701对输入的三相电101 进行缺相检测，输出缺相信号给信号处理模块401，如果三相电101出现任意一项缺相故 障，则由信号处理模块401发送缺相控制信号至驱动模块501以及报警输出模块801，所述 驱动模块501停止驱动功率组件模块601 ;同时所述报警输出模块801通过报警输出端口 向外部输出故障报警电信号，并且LED灯闪烁，闪烁间隔时间不均勻，例如间隔时间为两长 两短，以指示缺相故障；若三相电101没有缺相故障，则三相固态继电器(SSR)继续工作。[0041]3、当所述可控硅状态检测模块703工作时，由所述可控硅状态检测模块703对可 控硅状态以及负载连接状态进行状态检测，输出可控硅状态信号和负载连接状态信号至信 号处理模块401，当外部未输入控制信号时，如果可控硅出现短路，由信号处理模块401发 送可控娃故障控制信号至驱动模块501以及报警输出模块801,锁定驱动模块501的工作 状态；同时所述报警输出模块801通过报警输出端口向外部输出故障报警电信号，并且LED 灯闪烁，闪烁间隔时间不均匀，例如间隔时间为两长三短，以指示可控硅短路故障；当外部 输入控制信号时，如果可控硅出现断路，由信号处理模块401发送可控硅故障控制信号至 驱动模块501以及报警输出模块801，所述驱动模块501停止驱动功率组件模块601 ;同时 所述报警输出模块801通过报警输出端口向外部输出故障报警电信号，并且LED灯闪烁，闪 烁间隔时间不均匀，例如间隔时间为两长三短，以指示可控硅断路故障；[0042]如果负载断线，由信号处理模块401发送负载断线控制信号至驱动模块501以及 报警输出模块801，所述驱动模块501停止驱动功率组件模块601 ;同时所述报警输出模 块801通过报警输出端口向外部输出故障报警电信号，并且LED灯闪烁，闪烁间隔时间不 均匀，例如间隔时间为三长两短，以指示负载断线故障；若可控硅状态以及负载连接状态正 常，则三相固态继电器(SSR)继续工作。[0043]需要说明的是，以上各模块的检测过程并无严格先后顺序，例如缺相检测模块701 也可以在测温模块702之前进行检测，不分先后优先级。[0044]因此，本实用新型采用缺相模块、测温模块、可控硅状态检测模块和报警输出模块 结合的方式，不仅提高了三相固态继电器应用的可靠性和安全性，通过测温模块对可控硅 的过温保护，以及通过可控硅状态检测模块对可控硅状态和负载连接状态的检测，并由信 号处理模块判断工作状态，在报警输出模块的作用下利用LED不同的闪烁方式输出故障内 容，使工作人员快速判断故障，并进行检修，极大提高了工作效率。[0045]此外，我们还应该认识到，本实用新型并不以此为限，本实用新型涉及的三相固态 继电器中信号处理模块的微处理器不仅仅限于MCU/DSP芯片，还可以是其他具有逻辑处理功能的器件。 显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型也意图包含这些改动在内。
权利要求1.一种三相固态继电器，包括驱动模块、功率组件模块、电源模块、信号处理模块以及缺相检测模块，所述驱动模块连接所述信号处理模块以及所述功率组件模块，所述功率组件模块分别与三相电以及负载连接，所述缺相检测模块与三相电连接，所述电源模块为所述缺相检测模块、所述信号处理模块以及所述驱动模块提供稳压电源，并将输入的宽范围的电压控制信号转换成信号处理模块能够识别的高/低电平信号；其中，所述功率组件模块包括可控硅；其特征在于，该三相固态继电器还包括测温模块、可控硅状态检测模块和报警输出模块，所述可控硅状态检测模块分别与所述电源模块以及所述可控硅输出端相连接，所述报警输出模块与所述信号处理模块相连接，所述测温模块与所述电源模块以及所述驱动模块相连接； 其中，所述缺相检测模块对三相电的输入进行检测，并输出缺相信号至所述信号处理模块； 所述测温模块对所述三相固态继电器的底板温度进行检测，从而间接检测可控娃的温度，并输出温度信号至所述信号处理模块； 所述可控硅状态检测模块对所述可控硅的工作状态以及负载连接状态进行检测，并输出可控硅状态信号以及负载连接状态信号至所述信号处理模块； 所述信号处理模块根据所述缺相信号、温度信号、可控硅状态信号以及负载连接状态信号对所述三相电缺相状态、所述可控硅的工作状态以及负载连接状态进行判断，若存在异常情况，则切断并锁定功率组件模块的输出，并由报警输出模块输出报警信号。
2.根据权利要求1所述的三相固态继电器，其特征在于，所述可控硅状态检测模块包括三相整流桥，所述三相整流桥对所述可控硅的工作状态以及负载连接状态进行检测，并输出可控硅状态信号以及负载连接状态信号至所述信号处理模块。
3.根据权利要求1或2所述的三相固态继电器，其特征在于，所述可控硅的工作状态包括断路、短路以及正常状态。
4.根据权利要求1所述的三相固态继电器，其特征在于，所述信号处理模块至少包括一逻辑处理器件。
5.根据权利要求4所述的三相固态继电器，其特征在于，所述逻辑处理器件为微处理器 MCU/DSP。
6.根据权利要求1所述的三相固态继电器，其特征在于，所述报警输出模块包括LED指示灯以及报警输出端口，通过所述LED指示灯的不同闪烁状态，指示当前发生的故障内容；并通过报警输出端口输出报警电信号至外部控制器。
专利摘要本实用新型提出了一种三相固态继电器，包括电源模块、缺相检测模块、测温模块、可控硅状态检测模块、信号处理模块、报警输出模块、驱动模块以及功率组件模块，所述电源模块为其他模块提供稳压电源，并将输入的电压控制信号转换成信号处理模块可识别的高/低电平信号；驱动模块和功率组件模块与报警输出模块、信号处理模块相互连接，所述缺相检测模块、测温模块以及可控硅状态检测模块对三相固态继电器进行检测，并由信号处理模块进行判断，若存在故障，则由所述报警输出模块输出报警信号，并由LED指示故障内容。该三相固态继电器结构简单，与现有技术相比，利用微处理器判断三相固态继电器的状态，有效地提高了技术人员对故障的判断和维护。
文档编号H03K17/08GK203071901SQ20132005184
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者杨建涛, 曾志铭, 陈方增 申请人:库顿电子科技(上海)有限公司