一种常闭型固体继电器的制作方法

1.本发明属于机电元件领域，尤其是涉及一种常闭型固体继电器。


背景技术：

2.目前常用的常闭型固体继电器一般采用增强型场效应管组成的常闭型固体继电器，需要为其提供一偏置电源，并提供一控制端，以进行输出状态的转换。采用增强型场效应管制作常闭型固体继电器，实现的电路方式较多，但其原理基本相同。采用增强型场效应管作为输出器件组成的常闭型固体继电器原理框图如附图1所示，其工作原理为：
3.在偏置端上电后，若控制端处于非激励状态，则输入电路工作产生能量，通过隔离电路隔离传输至驱动电路，驱动电路将该能量转换为电信号，加至场效应管栅极和源极之间，使场效应管导通，为负载提供电源；在控制端施加激励信号后，输入电路停止工作，不再为隔离电路提供能量，使驱动电路无电信号产生，场效应管截止切断负载电源。通过控制端的状态变化，改变场效应管的工作状态，进而改变负载的工作状态。
4.该电路的优点是增强型场效应管种类很多，输出能力远大于耗尽型场效应管，可以实现大电流输出，输出电流可达数十安培。
5.该电路的缺点在于需要偏置电源，当无偏置电源时，输出端呈截止状态，而不是类似于电磁继电器常闭触点的导通状态。


技术实现要素：

6.本发明为了解决现有包括增强型场效应管常闭型固体继电器所存在的技术问题，在此的目的在于提供一种无需偏置电源供电，当无激励输入时，输出端保持导通状态，当存在激励输入时，输出端呈截止状态的常闭型固体继电器。
7.为实现本发明的目的，本发明提供的常闭型固体继电器包括场效应管v2、电阻r1和隔离电路a1，所述场效应管v2的栅极作为场效应管的激励端通过电阻r1接至输出电源+，所述场效应管v2的漏极作为输出端用于连接负载rl，所述场效应管v2的源极作为低电源端用于连接输出电源-。
8.本发明提供的常闭型固体继电器中场效应管v2作为输出器件，其栅极作为场效应管的激励端通过电阻r1连接输出电源+，漏极作为输出端用于连接负载rl，源极作为低电源端用于连接输出电源-，当无输入加载于隔离电路时，场效应管v2处于导通状态；当输入加载于隔离电路时，隔离电路将场效应管v2的栅极连接于输出电源-，使场效应管v2处于截止状态；整个电路实现了无偏置电源状态下的常闭型固体继电器输出端的导通。
9.在一些实施方式中，本发明提供的固体继电器还包括并联于所述场效应管v2栅极和源极之间的稳压二极管d1。通过稳压二极管d1将场效应管v2的栅极与源极之间的电压钳位在稳压二极管d1的稳压值，保护了场效应管v2的栅极与源极之间不被过高的电压击穿。
10.在一些实施方式中，所述隔离电路为光耦，所述光耦可以由封装在一起的发光二极管d1和光敏三极管v1组成，也可以由独立的发光二极管d1和独立的光敏三极管v1组成。
11.在一些实施方式中，本发明提供的固体继电器还可以包括电阻r2，所述电阻r2的一端接所述发光二极管d1的阳极，另一端用于接输入+。
12.本发明的有益效果：本发明提供的固体继电器实现了无偏置电源状态下用场效应管实现的常闭型固体继电器输出端的导通，由于场效应管具有大电流输出能力，因此在本发明提供固体继电器输出端保持导通状态时可提供大电流输出，实现了大电流输出。
附图说明
13.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
14.图1为现有的用增强型场效应管组成的常闭型固体继电器原理框图；
15.图2是本发明提供固体继电器的电路原理图之一；
16.图3是本发明提供固体继电器的电路原理图之二；
17.图4是本发明提供固体继电器的电路原理图之三；
18.图5是本发明提供固体继电器的电路原理图之四；
19.附图中：输出电源+、输出电源-为外部电源的正、负极；输入+、输入-为外部输入电源的正、负极。
具体实施方式
20.现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例性实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能会夸大部分元件的尺寸或加以变形。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
21.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、元件等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法或者操作以避免模糊本公开的各方面。
22.本发明提供的常闭型固体继电器其显著特点是在本发明输入端无激励信号时，本发明输出端呈导通状态，接通负载，并可承受大电流输出；当在本发明输入端施加激励信号后，本发明输出端呈截止状态，关断负载，类似于电磁继电器的常闭触点。
23.在此结合以下几种实施例对本发明提供的固体继电器进行详细说明。
24.实施例一
25.参照图2、图4，本实施例中的常闭型固体继电器包括用于输入输出隔离的隔离电路a1、场效应管v2和电阻r1；隔离电路a1在此采用包括发光二极管d1和光敏三极管v1的光耦。
26.外部输入电源的正、负极分别接发光二极管d1的阳极和阴极，光敏三极管v1的集
电极连接场效应管v2的栅极，发射极用于连接场效应管v2的源极；场效应管v2的栅极还接电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接输出电源+，场效应管v2漏极作为输出端用于连接负载rl，源极作为低电源端用于连接输出电源-。
27.该固定继电器的工作原理为：当输入端无激励信号时，光耦中的发光二极管d1不发光，则光耦中的光敏三极管v1的集电极与发射极呈截止状态，输出电源+通过电阻r1为场效应管v2提供栅源电压，场效应管v2漏极与源极呈导通状态，电流从输出电源+通过负载电阻rl、v2的漏极、源极流到输出电源-，v2的导通为负载电阻提供电流，负载rl正常工作。
28.当输入端施加激励信号后，发光二极管d1发光，照射光敏三极管v1，v1的集电极与发射极呈导通状态，使场效应管v2的栅源电压低于场效应管v2的栅极截止电压，场效应管v2漏极与源极呈截止状态，阻断了负载rl的电流通路，负载rl不工作。
29.本实施例中的固体继电器的电路结构为电流输入型电。
30.实施例二
31.参照图3、图5，本实施例中的常闭型固体继电器包括用于输入输出隔离的隔离电路a1、场效应管v2、电阻r1和电阻r2；隔离电路a1在此采用包括发光二极管d1和光敏三极管v1的光耦。
32.外部输入电源的正、负极分别接发光二极管d1的阳极和阴极，光敏三极管v1的集电极连接场效应管v2的栅极，发射极用于连接场效应管v2的源极；场效应管v2的栅极还接电阻r1的一端，电阻r1的另一端连接输出电源+，场效应管v2漏极作为输出端用于连接负载rl，源极作为低电源端用于连接输出电源-；电阻r2串联于发光二极管d1的阳极和外部输入电源正极之间。
33.本实施例提供的固体继电器加入了电阻r2后输入方式由电流输入型改为了电压输入型，但光耦、场效应管v2的导通、截止过程不变，工作原理不变。
34.在实施例一、实施例二提供的固体继电器的基础上还包括并联于场效应管v2栅极和源极之间的稳压二极管d1。
35.本文提供的光耦可以由封装在一起的发光二极管d1和光敏三极管v1组成，也可以由独立的发光二极管d1和独立的光敏三极管v1组成。
36.本文中的场效应管采用增强型场效应管，采用增强型场效应管具有大电流输出能力，因此采用增强型场效应管实现常闭型固体继电器输出端的导通，可以实现大电流输出。
37.本文提供的固体继电器中的光耦、电阻r1、稳压二极管d1、场效应管v2的型号及参数可以根据电路需要选取，如光耦采用4n37光电耦合器，r1＝100kω，d1的稳压值15v，v2采用场效应管irfh7184；采用以上元器件型号时，本文提供的固体继电器的技术指标如下：输入电流10ma，输出电压28v，输出电流10a，瞬态电压100v。
38.本文提供的固体继电器选用不同的场效应管指标，可对输出能力进行调整，场效应管的漏源电压影响本发明的输出电压，场效应管的漏源电流影响本发明的输出电流。场效应管的漏源电压及漏源电流与固体继电器的输出电压与输出电流正相关。
39.本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。