一种固态继电器的制作方法

本申请涉及继电器结构的领域，尤其是涉及一种固态继电器。

背景技术：

1、固态继电器是在开关过程中没有传统电磁继电器的机械接触部件，工作时噪声低，例如光耦继电器。传统的光耦继电器利用透明绝缘介质进行电路隔离，并使用发光二极管和光敏器件进行信号的传输，以达到开关控制的作用。而在长时间的使用过程中，透明绝缘介质会变黄，导致光线的传输性能下降，影响到继电器的正常功能。为此，一些固态继电器会选用变压器耦合的方式实现开关控制。

2、例如，公开号为cn115347890a的一种模拟光mos继电器，将外围电路输入的电流经过二极管产生偏置电流并经过lc振荡器生成交流信号，交流信号再经过整流电路生成直流信号，然后再经过升压模块，当升压后的电压大于两个晶体管的阈值电压时，两个晶体管对应的电路导通。

3、针对上述中的相关技术，lc振荡器生成的高频信号容易对整体电路造成电磁干扰，对继电器的正常工作造成影响。

技术实现思路

1、为了减小继电器的正常工作所受到的影响，本申请提供一种固态继电器。

2、本申请提供的一种固态继电器采用如下的技术方案。

3、一种固态继电器，包括产生偏置电流和偏置电压的偏置模块、利用偏置电流产生高频载波的振荡模块、用于信号耦合的变压模块、将变压模块输出电压进行升压的升压模块、栅极连接于升压模块并实现电路断开或导通的两个晶体管，所述振荡模块连接有使得电路的载波频率波动的抖频模块，抖频模块包括电流偏置电路、第一反相器、第二反相器和迟滞反相器。

4、通过采用上述技术方案，使得振荡模块产生的高频载波出现小范围的波动，从而减小电路受到的电磁干扰。

5、可选的，所述电流偏置电路包括和电源电压连接的偏置电阻、栅极和漏极连接于偏置电阻且源极接地的第一nmos管、栅极连接偏置电阻连接且源极接地的第二nmos管、漏极和第二nmos管的漏极连接且源极连接于电源电压同时栅极连接于第二nmos管漏极的第一pmos管、栅极连接于第一pmos管栅极且源极连接于电源电压的第二pmos管、源极接地并栅极连接于偏置电阻的第四nmos管。

6、通过采用上述技术方案，为第一反相器提供偏置电流。

7、可选的，所述第一反相器包括源极连接于第二pmos管的第三pmos管、栅极连接于第三pmos管栅极且漏极连接于第三pmos管漏极并源极连接于第四nmos管漏极的第三nmos管。

8、所述第二反相器包括漏极连接于第三pmos管栅极和第三nmos管栅极且源极接地的第五nmos管、漏极连接于第三pmos管栅极和第三nmos管栅极且源极连接电源电压并栅极连接于第五nmos管栅极的第四pmos管

9、通过采用上述技术方案，两个反相器相连接以使得进入振荡电路中的电流信号获得整形和同步

10、可选的，所述迟滞反相器包括漏极接地的第五pmos管、漏极连接电源电压的第六nmos管、源极连接电源电压且漏极连接于第五pmos管源极的第六pmos管、源极连接于第六pmos管漏极且漏极连接于第四pmos管、第五pmos管、第五nmos管和第六nmos管栅极的第七pmos管、漏极连接于第七pmos管漏极且源极连接于第六nmos管漏极的第七nmos管、漏极连接于第七nmos管源极且源极接地的第八nmos管，第六pmos管、第七pmos管、第七nmos管和第八nmos管栅极连接于第三pmos管漏极。

11、通过采用上述技术方案，不断给振荡模块进行充放电，使得电压呈三角波进行波动。

12、可选的，所述振荡模块包括和变压模块串联的第一电容、并联于第一电容且电容值能改变的第二电容和第三电容、源极连接于偏置电压的第八pmos管和第九pmos管、漏极连接于第八pmos管漏极且源极接地并栅极连接于第九pmos管漏极的第九nmos管、漏极连接于第九pmos管漏极且源极接地并栅极连接于第八pmos管的漏极的第十nmos管、连接于第一电容和变压模块且源极连接于电源电压并栅极连接于启动电压的第十pmos管，第二电容和第三电容连接于第三pmos管的漏极，第二电容和第三电容串联。

13、通过采用上述技术方案，采用全差分交叉耦合负阻对的结构给振荡模块提供负阻，相对仅用pmos交叉耦合对或者nmos交叉耦合对的结构，振荡模块的跨导翻倍，同时这种结构更为对称，对于变压模块线圈的电感品质因子比较低的情况下，该结构也可以保持振荡。

14、可选的，所述第八pmos管、第九pmos管、第九nmos管和第十nmos管所组成的结构的阻值为rp，第八pmos管和第九pmos管各自的跨导为gmp，第九nmos管和第十nmos管各自的跨导为gmn，rp范围为3/（gmp+gmn）～5/（gmp+gmn）。

15、通过采用上述技术方案，使得电路在较低输入电流情况下保持正常振荡工作。

16、综上所述，本申请至少包括以下有益效果。

17、使得振荡模块产生的高频载波出现小范围的波动，从而减小电路受到的电磁干扰。

技术特征：

1.一种固态继电器，包括产生偏置电流和偏置电压的偏置模块（1）、利用偏置电流产生高频载波的振荡模块（2）、用于信号耦合的变压模块（3）、将变压模块（3）输出电压进行升压的升压模块（4）、栅极连接于升压模块（4）并实现电路断开或导通的两个晶体管（5），其特征在于：所述振荡模块（2）连接有使得电路的载波频率波动的抖频模块（51），抖频模块（51）包括电流偏置电路（53）、第一反相器（54）、第二反相器（55）和迟滞反相器（52）。

2.根据权利要求1所述的一种固态继电器，其特征在于：所述电流偏置电路（53）包括和电源电压连接的偏置电阻、栅极和漏极连接于偏置电阻且源极接地的第一nmos管、栅极连接偏置电阻连接且源极接地的第二nmos管、漏极和第二nmos管的漏极连接且源极连接于电源电压同时栅极连接于第二nmos管漏极的第一pmos管、栅极连接于第一pmos管栅极且源极连接于电源电压的第二pmos管、源极接地并栅极连接于偏置电阻的第四nmos管。

3.根据权利要求2所述的一种固态继电器，其特征在于：所述第一反相器（54）包括源极连接于第二pmos管的第三pmos管、栅极连接于第三pmos管栅极且漏极连接于第三pmos管漏极并源极连接于第四nmos管漏极的第三nmos管。

4.根据权利要求3所述的一种固态继电器，其特征在于：所述第二反相器（55）包括漏极连接于第三pmos管栅极和第三nmos管栅极且源极接地的第五nmos管、漏极连接于第三pmos管栅极和第三nmos管栅极且源极连接电源电压并栅极连接于第五nmos管栅极的第四pmos管。

5.根据权利要求2所述的一种固态继电器，其特征在于：所述迟滞反相器（52）包括漏极接地的第五pmos管、漏极连接电源电压的第六nmos管、源极连接电源电压且漏极连接于第五pmos管源极的第六pmos管、源极连接于第六pmos管漏极且漏极连接于第四pmos管、第五pmos管、第五nmos管和第六nmos管栅极的第七pmos管、漏极连接于第七pmos管漏极且源极连接于第六nmos管漏极的第七nmos管、漏极连接于第七nmos管源极且源极接地的第八nmos管，第六pmos管、第七pmos管、第七nmos管和第八nmos管栅极连接于第三pmos管漏极。

6.根据权利要求2所述的一种固态继电器，其特征在于：所述振荡模块（2）包括和变压模块（3）串联的第一电容、并联于第一电容且电容值能改变的第二电容和第三电容、源极连接于偏置电压的第八pmos管和第九pmos管、漏极连接于第八pmos管漏极且源极接地并栅极连接于第九pmos管漏极的第九nmos管、漏极连接于第九pmos管漏极且源极接地并栅极连接于第八pmos管的漏极的第十nmos管、连接于第一电容和变压模块（3）且源极连接于电源电压并栅极连接于启动电压的第十pmos管，第二电容和第三电容连接于第三pmos管的漏极，第二电容和第三电容串联。

7.根据权利要求4所述的一种固态继电器，其特征在于：所述第八pmos管、第九pmos管、第九nmos管和第十nmos管所组成的结构的阻值为rp，第八pmos管和第九pmos管各自的跨导为gmp，第九nmos管和第十nmos管各自的跨导为gmn，rp范围为3/（gmp+gmn）～5/（gmp+gmn）。

技术总结
本申请涉及继电器结构的领域，尤其是涉及一种固态继电器，包括产生偏置电流和偏置电压的偏置模块、利用偏置电流产生高频载波的振荡模块、用于信号耦合的变压模块、将变压模块输出电压进行升压的升压模块、栅极连接于升压模块并实现电路断开或导通的两个晶体管，振荡模块连接有使得电路的载波频率波动的抖频模块，抖频模块包括一个电流偏置电路、第一反相器、第二反相器和迟滞反相器，以使得电路的载波频率在小范围内波动，减小高频信号对电路的电磁干扰。

技术研发人员：陆俊霖,钟政
受保护的技术使用者：浙江巨磁智能技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/10