[发明专利]一种直流固体继电器的强制关断电路及应用

说明书

本发明公开了一种直流固体继电器的强制关断电路及应用。包括由发光二极管和光敏三级管构成的线性光电耦合器，发光二极管的正极为强制关断电路的控制电源正极，发光二极管的负极为强制关断电路的控制电源负极，光敏三级管的集电极和发射极分别为强制关断电路的输出控制端；所述的光敏三级管的集电极与直流固体继电器输出电路中的MOSFET管的栅极连接，光敏三级管的发射极与直流固体继电器输出电路中的MOSFET管的源极连接。本发明具有快速强制关断固体继电器，避免两路以上的继电器进行切换时可能出现的同时导通的情况，消除两路固体继电器同时导通引发的事故隐患，同时又不会延长输出MOSFET的导通时间，延长了固体继电器的可靠性与寿命的特点。

技术领域

本发明涉及电工电子领域电路控制，特别是一种直流固体继电器的强制关断电路及应用。

背景技术

固体继电器应用于电源切换控制，控制电路如附图1所示，附图1中，J1、J2为直流固体继电器，V_CC为正电源，V_EE为负电源，K1、K2为固体继电器的等效“触点”，开关器件为功率场效应管。当K1开始导通时K2已完全截止或当K2开始导通时K1已完全关断，则电路可正常工作。如果K1开始导通时K2未能处于截止状态或K2开始导通时K1未能处于截止状态，则有可能在此期间电流从V_CC通过K1、K2流向V_EE，严重时会造成V_CC与V_EE直接短路，引发事故。

固体继电器还可于直流电机换向控制，控制电路如附图2所示，附图2中，J1～J4为直流固体继电器。当J1、J4接通，J2、J3关断时，电机正转；当J2、J3接通，J1、J4关断时，电机反转。如果J1、J4接通时J2、J3不能完全关断或J2、J3接通时J1、J4不能完全关断，则有可能造成电源V_CC对地短路，引发事故。

对于附图1、附图2所用的固体继电器，一般要求其接通时间要大于关断时间，即其它回路的固体继电器关断之后，欲接通固体继电器方能接通。固体继电器输出电路如附图3或附图4所示。附图3为变压器隔离直流固体继电器输出电路图。图中，L为隔离变压器次级线圈，C为滤波电容，R为放电电阻。为了保证固体继电器接通时间大于关断时间，要求R、C的值尽量小，但为了保证驱动电路的驱动效果R、C的值不能太小。附图4为DC/DC驱动直流固体继电器的输出电路，C为DC/DC模块的内置滤波电容，为了保证DC/DC输出电压的平滑，C的值不能太小。为了保证固体继电器接通时间大于关断时间，要求R的值尽量小，但为了降低输入电流，R的值亦不能太小。

附图3和附图4的输出电路，若采取其它方法延长固体继电器的接通时间，以实现固体继电器接通时间大于关断时间的目的，则会同时延长输出MOSFET的导通时间，造成固体继电器接通过程承受的能量增加，影响固体继电器的可靠性与寿命。经测试，附图3和附图4中固体继电器的接通时间及关断时间一般在几十微秒到几毫秒之间。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种直流固体继电器的强制关断电路。本发明具有快速强制关断固体继电器，避免两路以上的继电器进行切换时可能出现的同时导通的情况，消除两路固体继电器同时导通引发的事故隐患，同时又不会延长输出MOSFET的导通时间，延长了固体继电器的可靠性与寿命的特点。

本发明的技术方案：一种直流固体继电器的强制关断电路,包括由发光二极管和光敏三级管构成的线性光电耦合器，发光二极管的正极为强制关断电路的控制电源正极，发光二极管的负极为强制关断电路的控制电源负极，光敏三级管的集电极和发射极分别为强制关断电路的输出控制端；所述的光敏三级管的集电极与直流固体继电器输出电路中的MOSFET管的栅极连接，光敏三级管的发射极与直流固体继电器输出电路中的MOSFET管的源极连接。

前述的直流固体继电器的强制关断电路中，所述的发光二极管的正极上还连接有限流电阻。

前述的直流固体继电器的强制关断电路中，线性光电耦合器的上升时间及下降时间均为微秒级。