[發(fā)明專利]一種高壓直流固態(tài)繼電器電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010192196.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111371444A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷晨鐘
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇固特電氣控制技術(shù)有限公司
• 主分類號: H03K17/78
• 分類號: H03K17/78
• 代理公司: 蘇州言思嘉信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32385
• 代理人: 劉巍

本發(fā)明公開了一種高壓直流固態(tài)繼電器電路，包括輸入端、驅(qū)動電源、主要功率開關(guān)部件和輸出端，所述輸入端與所述驅(qū)動電源之間連接有二極管D1和輸入恒流電路裝置，所述二極管D1用于防止輸入端的輸入控制信號電壓在輸入時接反向，所述輸入恒流電路裝置用于給光電耦合器的二極管提供恒定的驅(qū)動電流，使光電耦合器內(nèi)的二極管能夠輸出足夠的光功率保證控制信號的有效傳遞。本發(fā)明的有益效果是，輸入的信號經(jīng)過輸入恒流電路裝置給光電耦合器，使光電耦合器內(nèi)的二極管能夠輸出足夠的光功率保證控制信號的有效傳遞，更方便控制功率開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉，同時本電路能夠可靠驅(qū)動大功率場效應(yīng)MOSFET、IGBT功率開關(guān)控制元件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及繼電器領(lǐng)域，特別是一種高壓直流固態(tài)繼電器電路。

背景技術(shù)

近年來MOSFET、IGBT塑封式芯片單管的容量不斷提高，但是在較大功率電壓等級與電流等級的工業(yè)應(yīng)用需求系統(tǒng)中，MOSFET、IGBT單管將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了提高M(jìn)OSFET、IGBT模塊承受電壓和電流的能力，一般廠家通過多個MOSFET、IGBT芯片級串并聯(lián)封裝成模塊后應(yīng)用。傳統(tǒng)芯片級封裝合格率很大程度依賴于制造環(huán)境的凈化和水質(zhì)條件，并且多芯片單元與DBC的引線鍵合，會降低模塊可靠性，定制化成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，設(shè)計了一種高壓直流固態(tài)繼電器電路。

實現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種高壓直流固態(tài)繼電器電路，包括輸入端、驅(qū)動電源、主要功率開關(guān)部件和輸出端，所述輸入端與所述驅(qū)動電源之間連接有二極管D1和輸入恒流電路裝置，所述二極管D1用于防止輸入端的輸入控制信號電壓在輸入時接反向，所述輸入恒流電路裝置用于給光電耦合器的二極管提供恒定的驅(qū)動電流，使光電耦合器內(nèi)的二極管能夠輸出足夠的光功率保證控制信號的有效傳遞。

作為所述高壓直流固態(tài)繼電器電路的進(jìn)一步描述，所述驅(qū)動電源由多組驅(qū)動電源電路并聯(lián)組成，并聯(lián)的所述驅(qū)動電源電路對成布局，所述驅(qū)動電源用于給驅(qū)動功率管提供所需要的電壓。

作為所述高壓直流固態(tài)繼電器電路的進(jìn)一步描述，并聯(lián)的多組所述驅(qū)動電源電路中，各支路分別使用單獨(dú)的驅(qū)動?xùn)艠O電阻，此方式可以避免驅(qū)動輸出阻抗特性對于MOSFET、IGBT并聯(lián)均流產(chǎn)生的影響，以此避免寄生振蕩，各支路中的所述柵極電阻的阻值一致。

作為所述高壓直流固態(tài)繼電器電路的進(jìn)一步描述，通過光耦隔離串并聯(lián)實現(xiàn)串聯(lián)高壓與并聯(lián)大電流，所述功率開關(guān)部件采用4只或8只增強(qiáng)型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET、IGBT串并聯(lián)構(gòu)成。

作為所述高壓直流固態(tài)繼電器電路的進(jìn)一步描述，所述增強(qiáng)型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET、IGBT在并聯(lián)時選擇同一型號同一批次的MOSFET、IGBT，以保證管子的參數(shù)和特性一致，保證并聯(lián)均流，此方式可以避免MOSFET、IGBT模塊內(nèi)部參數(shù)及輸出、轉(zhuǎn)移特性不一致時導(dǎo)致靜態(tài)動態(tài)不均流。

作為所述高壓直流固態(tài)繼電器電路的進(jìn)一步描述，所述主要功率開關(guān)部件與所述輸出端之間連接有續(xù)流二極管，用來保證電路中電流的單向流動。

作為所述高壓直流固態(tài)繼電器電路的進(jìn)一步描述，在所述高壓直流固態(tài)繼電器電路中，采用器件降容，通過器件的降容率，得到并聯(lián)模塊輸出的總電流，進(jìn)而選擇合適的MOSFET、IGBT模塊，即使在模塊參數(shù)不一致的情況下，仍可以滿足輸出電流容量的要求。

作為所述高壓直流固態(tài)繼電器電路的進(jìn)一步描述，在所述高壓直流固態(tài)繼電器電路中，對稱布局并聯(lián)回路中所有的功率回路和驅(qū)動回路保持最小回路漏感及嚴(yán)格的對稱布局，各模塊相鄰，并優(yōu)化均衡散熱，以提高并聯(lián)MOSFET、IGBT的均流效果。