[实用新型]一种功率场效应管开关安全控制线路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种开关安全控制线路，尤其涉及一种功率场效应管开关安全控制线路。

背景技术

在自动化设备/生产线中，小功率直流电机/电磁阀一般采用24V/12V等电源电压等级，这样的电机/电磁阀，作为机械执行装置的驱动器，往往远离上述在板电源，必需使用一定长度的至少二根电导线(若为三根线，其中之一为保护接大地线)传输24V/12V。此类电源的开关/通断控制，现行方案是：选用核心元器件为直流继电器或者功率场效应管的控制线路。直流继电器控制线路：通过给继电器线圈通/断电，吸合/断开其上的电气触点来通/断电源；功率场效应管控制线路：通过加在绝缘栅电位的高/低，通断漏/源极之间来通断电源。上述方案，在驱动器未工作时，一根恒为24V(12V)/0V，另一根为悬置电位即不构成电气回路而断电。若恒为24V/12V，则存在电气安全隐患，因为非零电位的电导线易出现触地短路故障。在实际的电气设备/生产线中，经常出现由此导致的电源短路故障。如电导线在驱动器连接处脱落，电导线绝缘层被老鼠等咬破，特别是设备/生产线机械故障维护时的带电操作等。如果选用继电器方案，可以避免前述问题，即非常容易使带电位的导线的电位恒为0V，但该方案线路中的继电器电触点动合/动断时在线路板上产生电火花，这是一个干扰源，有时影响线路板上嵌入式单片机控制软件的正常运行，使设备/生产线的运行可靠性降低；场效应管方案虽然没有干扰源问题，但现有线路都是使带电位的导线电位恒为24V/12V，则没有避免安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的是以上的技术不足，提供一种方便、安全的功率场效应管开关安全控制线路。

为克服以上的技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种功率场效应管开关安全控制线路，主要由电连接的倍压电路、分压电路、光电耦合器、功率场效应管及负载构成，线路电源经倍压电路、分压电路、光电耦合器连接功率场效应管的栅极，在光电偶合器输出端分压支路中并联一电容，功率场效应管的漏极接线路电源，源极接负载的一端，负载的另一端接电源地，功率场效应管的栅极开启电压为24～44V。

所述的控制线路中的线路电源的电压小于50V。

所述的功率场效应管的栅极开启电压为24V～34V。

作为一种优选方案，本实用新型采用的功率场效应管的栅极开启电压为29V。

所述的负载为电机、电磁阀或离合器。

本实用新型已经成功地应用在海川冰淇淋机的配套设备：花边机(ColorRainbow)电控制线路之中，该机共有五台24V、35W的直流电机，其中两台(清洗泵电机和喷注泵电机)的控制线路选用本实用新型所述的控制线路，另外三台由专门的直流调速电路控制，共同起到提高花边机电气安全系数作用。

本实用新型所述的功率场效应管开关安全控制线路既保证了开关安全控制线路中没有干扰源问题，同时也保证了带电位的导线的电位恒为0V，克服了现有技术中存在的安全隐患。

附图说明

图1为本实用新型所述的功率场效应管开关安全控制线路的连接图。

图2为本实用新型的应用线路图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的说明：

如图1：Vcc为线路电源，U1为倍压电路，U2为分压电路，U3为光电耦合器，Q为场效应管，U4为负载，C1为电容。

本实用新型所述的功率场效应管安全控制线路，主要由光电耦合器U3、功率场效应管Q、倍压电路U1、分压电路U2等构成。关键连接点在：场效应管Q的漏极D接线路电源Vcc，源极S接负载U4的悬置电位线，负载U4的另一端连接电源地GND。当开启指令发出，光电耦合器U3反转场效应控制栅极G的电位，导致其漏源极导通，负载U4得电而运行。

实施例：

对于24V、35W的直流电机的开关控制线路的示意图如图2：线路直流电源Vcc1为24V，负载为电动机，其中：Q为场效应管(型号为IRF510)，M为24V，25W直流电动机，U3为光电耦合器(型号为P521)，C1为1μF的电容。

本实用新型所述的功率场效应管安全控制线路，主要由光电耦合器U3、功率场效应管Q、倍压电路U1、分压电路U2等构成，倍压电路U1由脉冲发生器、二极管、三极管、电解电容等组成，分压电路U2由稳压器、三极管、电阻等组成。场效应管的漏极D接线路电源Vcc1，源极S接直流电动机M的一端，直流电动机M的另一端连接电源地GND。当开启指令发出，光电耦合器反转场效应控制栅极G的电位，导致其漏源极导通，驱动器得电而运行。