[發明專利]一種低功耗固體繼電器

有效

• 申請號: 200810241973.9
• 申請日: 2008-12-31
• 公開（公告）號: CN101465638A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 楊軍治;卓成鈺
• 申請（專利權）人: 深圳創維-RGB電子有限公司
• 主分類號: H03K17/79
• 分類號: H03K17/79
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

【技術領域】

本發明涉及電器電子技術領域，特別涉及一種低功耗固體繼電器。

【背景技術】

固體繼電器是一種無觸點通斷電子開關，為四端有源器件。其中兩個端子為輸入控制端，而另外兩個端子為輸出受控端。在輸入端加上直流或脈沖信號，輸出端就能從關斷狀態轉變成導通狀態(無信號時呈阻斷狀態)，即當控制腳之間施加電壓時，固體繼電器導通，而當控制腳之間電壓撤銷則固體繼電器關斷，從而控制較大負載。由于固體繼電器的組成為無觸點開關元件，所以與電磁繼電器相比具有工作可靠、壽命長，對外界干擾小，能與邏輯電路兼容、抗干擾能力強、開關速度快和使用方便，因而具有很寬的應用領域。中國專利第200520084249.1號公開一種固體繼電器，其原理與常規繼電器相同，然而該等固體繼電器均有一個缺陷，即控制腳持續施加電壓時該控制腳持續吸收約0.1W左右的功耗，消耗功率高，且在某些有低功耗要求的電路中應用受到了極大的限制。

【發明內容】

為解決上述問題，本發明的主要目的在于提供一種消耗功率小的低功耗固體繼電器，使流入控制腳的電流僅在電平變化瞬間較大，其它時候電流為零，以降低固體繼電器的平均功率。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種低功耗固體繼電器，包括有開關電路、控制腳A、J以及受控腳G、H、與開關電路連接的儲能電容以及分別連接至儲能電容的第一、第二充電電路與放電電路；當控制腳A輸入高電平，上升沿出現瞬間，第一充電電路向儲能電容充滿電，開關電路導通，則受控腳G、H之間導通，使得該繼電器導通；而當控制腳A輸入低電平，下降沿出現瞬間，放電電路把儲能電容上的電量放完，受控腳G、H之間關斷，從而固體繼電器關斷。

相較于現有技術，本發明低功耗固體繼電器控制電平由低到高變化，通過耦合電容、光耦給儲能電容充電，使儲能電容正極長時間保持高電平，從而維持固體繼電器導通，導通時受控交流電為儲能電容充電，截止不予充電，以保持儲能電容正極的邏輯電平。而控制電平由高到低變化，通過耦合電容、光耦給儲能電容放電，使儲能電容正極為低電平，從而維持固體繼電器關斷。實現了繼電器只在控制電平發生變化時產生一定的功耗，其它時間為零功耗，因此平均功率極低。

【附圖說明】

圖1為本發明低功耗固體繼電器的原理框圖。

圖2為本發明低功耗固體繼電器的電路原理圖。

【具體實施方式】

請參閱圖1所示，本發明一種低功耗固體繼電器，包括有開關電路、與開關電路連接的儲能電容以及分別連接至儲能電容的第一、第二充電電路與放電電路。其中，A、J引腳為控制腳，而G、H引腳為受控腳，接交流電，被控兩者之間是否通斷。儲能電容被充上電，開關電路導通，則G、H引腳之間導通；如果儲能電容電荷被放完，則G、H引腳之間關斷。當A引腳輸入高電平，上升沿出現瞬間，第一充電電路向儲能電容充滿電，使得該固體繼電器導通；當A引腳輸入低電平，下降沿出現瞬間，放電電路把儲能電容上的電放完，固體繼電器關斷。儲能電容在充放電路不動作的情況下電荷僅能保存一周的時間。第二充電電路僅在儲能電容有電(即固體繼電器導通)時向該電容補充電荷；儲能電容沒有電荷(即固體繼電器關斷)則不予充電。所述第二充電電路的充電能量來源于G、H引腳的受控交流電，其作用是保持儲能電容正極的邏輯電平。

請參閱圖2所示，開關電路包括有與儲能電容C1連接的第一場效應管Q1、通過一第二電阻R2與該場效應管Q1連接的第三三極管Q3、與三極管Q3連接的晶閘管Q4、橋式整流電路以及與該橋式整流電路連接的可控管Q5。其中，第三三極管Q3的集電極連接晶閘管Q4的控制極，晶閘管Q4的控制極還通過第九電阻R9與晶閘管Q4的陰極、第三三極管Q3的發射極共同接地；第三三極管Q3的集電極通過一第四電阻R4與晶閘管Q4的陽極共同連接至橋式整流電路。

第一充電電路包括有第一光耦M1以及第一二極管D1。該光耦通過第一二極管D1連接儲能電容C1。第二充電電路包括有第六三極管Q6以及連接于該三極管的基極與集電極之間的第七場效應管Q7，第六三極管Q6為PNP型三極管，其集電極通過第三二極管D3連接至儲能電容C1。而放電電路包括有第二光耦M2以及第二場效應管Q2。所述第二場效應管Q2通過第一電阻R1連接至儲能電容C1。所述控制腳A通過第八電阻R8、耦合電容C2分別連接至第一充電電路的第一光耦M1和放電電路的第二光耦M2。