专利名称：一种改进的固态继电器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子器件技术领域，涉及对固态继电器的输入电路改进技术。
固态继电器是一种无触点通断电子开关，当施加输入信号后其主回路呈导通状态，无信号时呈阻断状态，它利用分立器件和集成器件及微电子技术实现了控制回路(输入端)与负载回路(输出端)之间的电隔离及讯号耦合，没有任何可动件或触点，实现了具有相当于电磁继电器一样的功能。现有技术中的固态继电器(简称为固态继电器A，下同)至少由三部分组成输入电路、驱动电路、输出电路。固态继电器A的结构参数可参见北京市半导体器件十一厂《固体继电器产品手册》。现在生产的固态继电器A(直流固态继电器或交流固态继电器)的输入端都是使用直流电压(直流电流)信号进行驱动，且极性不能接反。
本实用新型的目的是为了克服上述技术的缺点，提供一种改进的交直流驱动固态继电器，可以使用交流或直流信号驱动，在使用直流信号驱动时输入端没有极性区分，在使用交流信号驱动时仅需外接一个滤波电容器。
本实用新型是是这样实现的，在原固态继电器A中的输入电路部分中设置含有由四个晶体二极管(D1、D2、D3、D4)组成的桥式整流器，并且有外接滤波电容器的接线端子(x、y)。
本实用新型的上述的固态继电器中还可以同时或部分含有以下元器件上述的桥式整流器的输出端并联有晶体稳压二极管D5。
上述的输入电路部分中含有串联在输入回路中的电阻器R2。
上述的输入电路部分中含有串联在输入回路中的电容器C1。
上述的输入电路部分中还含有串联在输入回路中的与电容器C1串联的电阻器R1。
在具体对原固态继电器A的输入电路部分进行扩充时，可以将部分常用的外围配合元器件集成入固态继电器内部，增强固态继电器使用时的方便灵活性。而原固态继电器A的其它各部分不变。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的描述
图1为本实用新型的基本结构电路原理图；图2为本实用新型的改进结构电路原理图；图3为本实用新型的改进结构电路原理图；图4为本实用新型的改进结构电路原理图图5为本实用新型的改进结构电路原理图；图6为本实用新型的改进结构电路原理图。
本实用新型的基本结构如附图1所示。在固态继电器的壳体内增装入由四个晶体二极管(D1、D2、D3、D4)组成的桥式整流电路；整流桥的正负两个端点接到原固态继电器A的输入端p点和q点，并且引出壳体作为外接电容器的接线端子x和端子y；整流桥的另两端引出壳体作为驱动信号输入的接线端子b和端子c，这样构成本实用新型的固态继电器的基本结构。由于整流桥的整流和外接电容器(Cx)的滤波，从端子b和端子c输入的交流驱动信号已经改变为直流信号，加在原固态继电器A的输入端，所以原固态继电器A能正常工作。在由直流信号驱动时，可以不使用外接电容器，并且此时信号输入端子b和端子c没有正负极性分别。显然也可以由端子x和端子y引入直流驱动信号，即按照原固态继电器A的情况工作。
外接滤波电容器(Cx)可按如下原则选择。滤波的时间常数应足够大，至少应为交流信号周期的数倍。对于不同的型号规格，原固态继电器p点和q点之间的输入电阻约为数百欧至数千欧，当用于工频(50赫或60赫)信号时，所需配用的滤波电容器的容量约为数十至数百微法，考滤到体积及成本因素，以选用电解电容器为好。但目前电解电容器寿命相对较短，且耐热性差，故外接滤波电容器(Cx)不宜也组装到固态继电器的壳内。
对附图1所示的交直流驱动固态继电器的基本结构还可以进一步改进。以下对几种进一步改进附图1所示的交直流驱动固态继电器进行说明。
附图2所示的交直流驱动固态继电器是对附图1所示的基本结构上增加一晶体稳压二极管D5，并联在整流桥的正负两端，即原固态继电器的输入端p点和q点。在输入的驱动信号电压较高且内阻较大时，稳压二极管D5能改善p点和q点之间的电压稳定情况，并且对原固态继电器A的输入部分电路起到保护作用。
附图3所示的交直流驱动固态继电器是对附图2所示的基础上增加一电阻器R2，其一端与整流桥的一个输入端(与驱动信号输入端c相联的一端)相联，另一端引出壳体作为端子d。在由端子b和端子d间输入交流或直流驱动电压时，电阻器R2可以分降去一部分电压，因而可以拓宽固态继电器的驱动输入电压范围，使之可以直接应用在较高的驱动电压的条件下。
附图4所示的交直流驱动固态继电器是对附图1所示的基本结构上增加一电容器C1，其一端与整流桥的一个输入端(与驱动信号输入端b相联的一端)相联，另一端引出壳体作为端子a。在由端子a和端子c间输入交流驱动电压时，电容器C1降去部分电压，因而拓宽固态继电器的驱动输入电压范围，使之可以直接应用在较高的驱动电压的条件下。与使用电阻器降压相比较，使用电容器降压的优点是在工作时电容器几乎不产生热量。
附图5所示的交直流驱动固态继电器是对附图4所示的基础上再增加一电阻器R1，与电容器C1相串连。电阻器R1的主要作用是稳定固态继电器的输入回路的工作状况，消除有可能发生的由寄生参数引起的振荡；其另一作用是在电容器C1击穿后发热烧断，使故障不致扩大，从而起到保护作用。
附图6所示是一种用途广泛的改进后交直流驱的动固态继电器的结构电路原理图，增加有附图2至附图5中的稳压二极管D5、电容器C1，电阻器R1，电阻器R2。在输入的驱动信号电压较高且内阻较大时，稳压二极管D5用于改善p点和q点之间的电压稳定情况，并且起过压保护作用。稳压二极管D5的稳压范围在3V至30V，在能保证对原固态继电器可靠驱动的条件下，应选用较低的稳定电压。电容器C1可以分降去一部分驱动电压，拓宽固态继电器的驱动输入电压范围。电容器C1的选用应与驱动电压及其频率相适应，常在零点几微法至数十微法之间，例如对于工频信号驱动，电压为220V时可用2.2微法，电压为380V时可用1.5微法。电阻器R1的主要作用是稳定固态继电器的输入回路的工作状况，消除有可能发生的由寄生参数引起的振荡；其另一作用是在电容器C1击穿后发热烧断，使故障不致扩大。电阻器R1的取值为数十欧至数百欧。电阻器R2可以分降去一部分交流或直流驱动电压，或取代电阻器R1而与电容器C1相配合使用。电阻器R2的取值为数十欧至数百千欧。对应适当的设计，改进后的固态继电器可以直接使用相当高电压(220V或380V)的工频交流电信号进行驱动。
改进后的交直流驱动固态继电器具有如下优点1.交直流驱动固态继电器可以使用交流或直流信号驱动，在使用直流信号驱动时输入端没有极性区分，在使用交流信号驱动时仅需外接一个滤波电容器。这种改进简化了固态继电器的接线，尤其在使用交流信号驱动时，减少了辅助元器件，方便了固态继电器的应用。
2.适当的设计的交直流驱动固态继电器拓宽了驱动输入电压的范围，可以直接使用220V或380V的工频交流电信号进行驱动，使得这种固态继电器在使用中如同交流接触器一样方便。
附图6所示的交直流驱动固态继电器是更为完善的改进，增加有以上附图2至附图5中的稳压二极管D5、电容器C1，电阻器R1，电阻器R2。这种固态继电器同时具有上述的各种功能，使用时更为灵活方便。
权利要求1.一种固态继电器，其特征是固态继电器中的输入电路部分中含有由D1、D2、D3、D4四个晶体二极管组成的桥式整流器，并且有外接滤波电容器的接线端子x、y。
2.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于，所述的桥式整流器的输出端并联有晶体稳压二极管D5。
3.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于，所述的输入电路部分中含有串联在输入回路中的电阻器R2。
4.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于，所述的输入电路部分中含有串联在输入回路中的电容器C1。
5.根据权利要求4所述的固态继电器，其特征在于，所述的输入电路部分中还含有串联在输入回路中的与电容器C1串联的电阻器R1。
6.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于，所述的桥式整流器的输出端并联有晶体稳压二极管D5；所述的输入电路部分中含有串联在输入回路中的电阻器R2；所述的输入电路部分中含有串联在输入回路中的电容器C1；所述的输入电路部分中还含有串联在输入回路中的与电容器C1串联的电阻器R1。
专利摘要本实用新型涉及一种改进的固态继电器。本实用新型在固态继电器的壳体内装入有桥式整流电路,稳压及降压元器件,且有外接滤波电容器的接线端子。这种固态继电器既可以使用直流信号驱动、也可以使用交流信号驱动,且能直接使用相当高电压(220V或380V)的工频交流电信号进行驱动。
文档编号H03K17/00GK2379971SQ9921700
公开日2000年5月24日 申请日期1999年7月20日 优先权日1999年7月20日
发明者张丽华, 覃志萍, 吴伟, 殷玲玲 申请人:中国石油化工集团公司北京化工研究院