[实用新型]压差式压电陶瓷固体继电器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压电陶瓷器件，具体涉及一种压差式压电陶瓷固体继电器。

背景技术

目前无触点固体继电器主要有光电耦合和压电陶瓷耦合两类固体继电器，光电耦合固体继电器不但价格偏高，而且作为随机触发型继电器其抗干扰能力较差，而过零触发型继电器接通时间过长等缺点。压电陶瓷耦合固体继电器，虽然可避免光电耦合型固体继电器的缺点，但由于它取用压电陶瓷耦合方式，在一定输入功率条件下，为了加大耦合强度，必须采用压电性能高的压电陶瓷材料和加大陶瓷耦合器的尺寸。因此，采用耦合方式制作固体继电器难于进一步降低成本和实现小型化。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构更合理、尺寸更小、制作成本更低、耐压更高、特性更稳定的压差式压电陶瓷固体继电器。

本实用新型的压差式压电陶瓷固体继电器是由双输出压电陶瓷升压变压器、驱动电路、放大电路和双向可控硅电路所组成。压电陶瓷升压变压器(Piezoelectric Ceramic Transformer-PCT)采用平板长条形(Rosen型)对称结构，压电陶瓷升压变压器由驱动部分和发电部分所组成。驱动部分上下两面镀银，占压电陶瓷变压器长度的一半(输入端)，另一半为发电部分(输出端)，而本实用新型是在发电部分的端面和离驱动部分2mm处备上1mm宽的烧银电极分别作输出端，这种结构不但把输入和输出隔离，而且用这两个输出端的电压差作为放大器输入或直接推动双向可控硅工作。

激励压电陶瓷变压器工作的驱动电路，是由压控振荡VCO电路和从压电陶瓷变压器取样的反馈电路所组成。

由于压电陶瓷变压器必须有一个与压电陶瓷变压器固有频率(又称谐振频率)相同的推动电压激励下才有升压作用。压电陶瓷变压器的谐振频率是随负载、体内温度和环境温度变化而改变。本实用新型的驱动电路是由压控振荡电路和从压电陶瓷变压器取样的反馈电路所组成。驱动电路能使输出电压的频率自动扫描到压电陶瓷变压器的谐振频率上，而且能跟踪压电陶瓷变压器的谐振频率的变化，以保证在整个工作过程中，驱动电路输出电压的频率和谐振频率相同。

为了简化工艺，使不同输出电流的固体继电器用同一尺寸的压电陶瓷变压器。本实用新型采用放大电路来实现，生产输出电流大小不同的系列固体继电器。

本实用新型与现有技术相比具有的特点：除了具有目前压电陶瓷固体继电器具有的灵敏度、可靠性、响应速度、耐压、寿命及成本等方面优于光电耦合固体继电器外，还有如下特点：1、输出更稳定：由于驱动电路具有输出激励电压的频率自动扫频和频率跟踪的功能，较其他压电陶瓷固体继电器具有更高频率跟踪的能力，因而具有更好的稳定性，不论负载或体内外温度变化，驱动电路在继电器整个工作过程中，其输出电压的频率和陶瓷变压器谐振频率相同，使本实用新型的固体继电器输出更稳定，具有优越的输出特性。2、耐压更高：压电陶瓷固体继电器的耐压决定陶瓷变压器的绝缘性能，陶瓷变压器是绝缘强度极高的绝缘体，绝缘电阻大于2G Ω/mm，陶瓷变压器的输出端与输入端最短距离2-3mm。因此，继电器的绝缘电阻大于4GΩ。3、制造成本更低：继电器的成本主要决定压电陶瓷变压器，本实用新型采用一般性能的压电陶瓷材料制造的压电陶瓷变压器就能满足制作继电器的要求。因此，使用的材料价格和制造成本低于其压电陶瓷固体继电器。4、体积更小：压电陶瓷变压器转换效率＞95％，能量传输率很高。因此，使用尺寸12×3×1mm的压电陶瓷变压器就能使继电器正常工作。这个尺寸小于现有固体继电器隔离和推动元件的尺寸。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路框图。

图2-1是本实用新型实施例压电陶瓷片结构示意图。

图2-2是图2-1的主视图。

图3-1是本实用新型实施例双输出压电陶瓷变压器的压电陶瓷片图。

图3-2是图3-1的俯视图。

图3-3是本实用新型实施例双输出压电陶瓷变压器的装配图。

图3-4是图3-3的俯视图。

图4是图1的电路原理图。

具体实施方式