专利名称:固态继电器的制作方法
本实用新型属于一种磁隔离的固态继电器。
现有技术中磁隔离固态继电器驱动功率大，例如西欧TeIedyne公司生产的TeIedyne613－1、613－4型固体继电器，驱动电压最小4伏特，驱动电流最小4.5毫安，体积大，售价高，通常不能在印刷电路板上直接安装由以5伏特电压为公共电源的芯片或其它逻辑电路输出端所驱动，光电隔离的固体继电器因其体积小，信号单向传输，易于采用hvic技术生产，但其价格昂贵，制造困难，一般都采用开关漏电流提供同步触发信号，例如日本专利公开昭和54－54265、昭和58－51450，因而开关漏电流大，在小电流负载下使用不便。
本实用新型的目的是在保证价格低的前提下制造一种能克服上述固态继电器不足之处的、灵敏的、体积小至能在印刷电路板上安装由微型计算机芯片或其它逻辑电路输出端直接驱动的可靠的一种磁隔离固态继电器。
本实用新型的解决方案在于输入稳压器，脉冲振荡器、隔离器共同由以一只晶体三极管为核心的自带稳压作用的六只电子元件所组成；其中变压器正反馈晶体管间隙脉冲振荡器(以下简称脉冲振荡器)的正反馈线圈与晶体三极管基极之间跨接一只晶体二极管，以此向晶体三极管基极提供偏压，反馈信号通路和使晶体三极管集电极在静态时恒有比基极高一个PN结正向压降的工作电压；一个电阻从直流信号输入正端连接至晶体三极管的负载线圈与正反馈线圈的连接点上，这个电阻通过正反馈线圈与晶体二极管、晶体三极管发射结组成二极晶体管正向连接的串联稳压器，在输入控制信号电压变化几倍的情况下向脉冲振荡器提供1伏特左右的稳定工作电压，并在输入端建立起一个1伏特左右的启动电压，在这个电压下控制输入端没有电流流入电路，在这个电压以上时，则全部电流输入脉冲振荡电路，因而增大了控制信号电流的利用率，提高了本实用新型的灵敏度；本实用新型共有八个电路零件，脉冲变压器各线圈绕在横切面3－4平方毫米，平均磁路在15－22mm的高初始导磁率的锰锌铁氧体上，因而组装体积很小，由于电路间间隔小，隔离电压高，部分使用了硅橡胶灌封。
本实用新型以下通过方框图附图1和线路图附图2加以进一步说明。
附图1中1是输入稳压器，2是脉冲振荡器，3是隔离器，4是可控硅交直流开关。
附图2中晶体三极管BG集电极接有负载线圈L1，与之串接的正反馈线圈L2通过晶体二极管D与晶体三极管BG基极相连，二极晶体管D正极端与晶体管集电极之间接有配谐电容C2，晶体三极管BG处于共发射结连接组态，公共地端N与脉冲振荡器电源正端A间接有退耦和提供交流通路的电容C1，控制信号＋端通过电阻R1接在A上，这样构成了脉冲振荡器和输入稳压器；脉冲变压器MB中的可控硅触发线圈L3通过磁场与振荡器耦合，这是隔离器；交直流开关由双向可控硅BCR与并联保护压敏元件R(u)组成，负载ZL可通过可控硅交直流开关接自交直流高压电源。
电路是这样工作的。当控制端＋、－端接有1.4伏特左右的控制信号时，控制电流将通过电阻R1对电容c1进行指数充电，当充到1伏特左右电压时即向间隙脉冲振荡器提供工作电流使其产生间隙振荡。由电路可以看出从有控制信号到振荡产生的延迟时间约等于时间常数R1C1秒，向振荡器提供的工作电流为 (Usr-Uan)/(R1)安培，脉冲变压器MB中的触发线圈L3通过磁场从间隙振荡器中取出触发信号加至双向可控硅BCR的门极使其导通，当输入控制信号小于1伏特时电源不能流入间隙脉冲振荡器，没有触发信号加至双向可控硅门极，当阳极电压过零时双向可控硅则自行关断。由于触发能量来自控制信号，阻断时的开关漏电流仅为双向可控硅的漏电流和流过压敏保护元件R(u)的电流。还可以看出，当输入控制信号电压在5V以下时，即使连接极性接错，由于晶体三极管BG的集电极与发射极之间的反向击穿电压大于5V，是不会损坏本实用新型和引起输出控制信号的器件过载。
按照上述方案制成的固态继电器，触发灵敏，体积小，能直接安装在印刷电路板上被微型计算机芯片或其它逻辑电路的输出端直接驱动，漏电流小，可靠，成本低廉。
当电路中电阻R1为270Ω，C1为2.2μF，二极晶体管D、三极晶体管都选用超小型高速开关管，脉冲变压器MB采用横切面为3－4mm2、平均磁路为15－22mm的高初始导磁锰锌铁氧体，其中各线圈L1、L2、L3变比为111.1，双向可控硅BCR为法国汤姆逊公司的TLC386A时则为本实用新型的一较佳实施例。其主要指标可达驱动电压1.4——5V 驱动电流1－10mA最小驱动电流≯1.5mA 导通压降≤2V通断速度≤10ms(用于50Hz交流电时)断态漏电流≤100μA 最大“触头”电流3A通断寿命≥5×107次体积≤2.8cm权利要求
1.一个由稳压器、间隙脉冲振荡器、隔离器和交直流开关组成的固态继电器特征在于间隙脉冲振荡器的脉冲变压器MB中的反馈线圈L2与晶体三极管BG基极之间跨接有晶体二极管D，晶体三极管BG的发射结、晶体二极管D还通过正反馈线圈L2与电阻R1串联组成二极晶体管正向连接的串联稳压器。
2.根据权利要求
1中所述的固态继电器的特征在于间隙脉冲振荡器中的脉冲变压器MB中各线圈绕在横切面为3－4mm2、平均磁路长15－22mm的高初始导磁率的锰锌铁氧体上。
3.根据权利要求
1、2所述的固态继电器其特征在于间隙脉冲振荡器中的负载线圈L1与反馈线圈L2的变比约11。
专利摘要
一种磁隔离的固态继电器，它的脉冲振荡晶体三极管又充当了稳压器的稳压元件，跨接在振荡器正反馈线圈和振荡晶体基极之间的二极晶体管使输入端建立了一个1伏特左右的启动电压。按照这个方法制成的固体继电器具有灵敏，体积小至可在印刷电路板上直接安装，而成本低。启动电压可有效地分开逻辑电路输出的高低电平防止误导通。主要用于微型计算机芯片或逻辑电路输出端接口直接驱动交直流高压大电流负载和灵敏替续电路中。
文档编号H03K17/00GK86205466SQ86205466
公开日1987年7月15日 申请日期1986年8月2日
发明者伍占禧 申请人:伍占禧导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan