[发明专利]一种适用于充油高压环境下使用的电耦合隔离继电器

说明书

本发明涉及一种适用于充油高压环境下使用的电耦合隔离继电器，包括顺序连接的过压保护电路、耐油压隔离驱动电路、开关电路；所述过压保护电路输入端用于连接上位机，所述开关电路输出端用于连接用电设备。本发明可以在充油高压环境下使用，使得电子设备可以与液压部件封装在一起，有效减少体积和结构件数量，提高可靠性，尤其在深海环境中使用时可以大大化简机械结构设计难度。

技术领域

本发明涉及海洋工程技术领域，具体地说是一种适用于充油高压环境下使用的电耦合隔离继电器，可以应用于充油高压环境下使用弱电对高电压、大电流的大功率设备的通断进行控制。

背景技术

随着电子技术的发展，用户对于继电器的性能要求进一步提高，低功耗、小体积、可以控制大功率设备的继电器受到越来越多的青睐。随着液压系统、井下设备、海洋工程技术的发展，集成化的需求使得电子设备需要集成到充油的部件内部并承受最高达上百MPa的压强。传统的电磁、光耦合继电器在高压环境下会损坏，无法集成到充油部件内部使用。

现有的继电器采用机械式和光耦式开关，机械式开关在充油会触点间会因油膜阻碍而影响导通，光耦式的光电部分采用柔性材料，在高压下会损坏而使继电器失效。深海环境下的设备常常需要自带能源并运行数个月，因此能源非常紧张，传统的电磁继电器和光耦继电器功耗一般都大于20mw，当继电器个数多的时候会成为主要耗电设备，缩短设备的工作时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于充油高压环境下使用的大电流隔离继电器。可以承受110MPa的油压压强，具有较低的功耗，可以使用常规的单片机、控制器直接驱动并控制大功率设备，以克服上述技术不足。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种适用于充油高压环境下使用的电耦合隔离继电器，包括顺序连接的过压保护电路、耐油压隔离驱动电路、开关电路；所述过压保护电路输入端用于连接上位机，所述开关电路输出端用于连接用电设备。

所述耐油压隔离驱动电路包括顺序连接的方波发生电路、隔离变压器、整流滤波电路。

所述方波发生电路采用反向电荷泵芯片；所述反向电荷泵芯片的输入端与过压保护电路连接、还通过分压电路与隔离变压器初级线圈的负端连接，反向电荷泵芯片的输入端和输出端分别通过电容接地；反向电荷泵芯片的接地端接地；反向电荷泵芯片的悬浮电容正连接端通过电容与隔离变压器初级线圈的正端连接，悬浮电容正连接端与悬浮电容负连接端之间串联有电容和电阻；隔离变压器的次级线圈两端与整流滤波电路输入端连接，整流滤波电路输出端与开关电路连接。

所述开关电路包括顺序连接的状态显示电路、保护电路和MOS管；所述状态显示电路连接于整流滤波电路两个输出端之间；所述MOS管的漏极作为电耦合隔离继电器的正输出端、源极作为电耦合隔离继电器的负输出端，用于连接用电设备。

所述保护电路为反向二极管与电阻的并联电路；所述并联电路连接于MOS管的栅极和源极之间。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明可以在充油高压环境下使用，使得电子设备可以与液压部件封装在一起，有效减少体积和结构件数量，提高可靠性，尤其在深海环境中使用时可以大大化简机械结构设计难度。

2.本发明拥有极低的功耗，绝大多数的单片机和其他弱电控制设备都可以直接驱动。

3.本发明可以控制大功率设备的通断，采用N沟道MOSFET作为开关器件，具有载流能力强的特点。

4.本发明具有电气隔离的优点，控制端与被控端电气隔离，抗干扰能力强，简化了电路设计。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图。

图2为本发明使用的电路原理图。

具体实施方式