[其他]高灵敏固态继电器

说明书

本发明属于一种磁隔离零交叉触发交流固态继电器。

在现有技术中各种交流固态继电器的输入驱动功率都在毫瓦数量级以上，因而常常只能用有限数种的逻辑电路的低电平输出加以驱动，从另一角度来看，即现有的各种交流固态继电器对逻辑电路的负载能力要求较高，因而这些逻辑电路的功耗较大，阻碍了集成度的增加。

本发明的目的是制造一种驱动功率可小至数拾微瓦数量级的磁隔离零交叉触发交流固态继电器，它能被绝大多数各种逻辑电路的各种输出电平所驱动，从而降低对逻辑电路负载能力的要求，带来连接的方便性和简化电路。

本发明的解决办法是它由有一个输入门限的工作在振荡与停振之间的正弦波振荡器、隔离器、零交叉触发电路和可控硅无触点开关组成，在正弦波振荡器的振荡迥路的磁路中串入一个独立的与振荡器电隔离的绕组，这个绕组将约0.5V左右的正弦波信号加在零交叉触发电路的处于饱合状态的门控管上，在交流电过零附近，正弦波的负半周使门控管截止，因而有同步触发信号加到可控硅无触点开关的控制极，可控硅无触点开关开通。在正弦波振荡器中采用反馈比约为1：1的强变压器正反馈，较小的退耦交连电容削弱反馈，使其能在有数十微安驱动电流输入时产生正弦波振荡，同时由于退耦交连电容的减小，使开通时间得到很大程度的改善，谐振迥路元件的选取要保证正弦波半周期大于可控硅的最小脉冲触发宽度。在反馈绕组与振荡管基极中串有硅二极管，只有当控制电压在一V左右时才能提供基极偏流产生振荡。以下通过方框图和电路图加以进一步说明。

附图1中：1是有一个输入门限的工作在振荡与停振之间的正弦波振荡器、2是隔离器，3是零交叉触发电路，4是交流无触点开关。

附图2中正弦波振荡器由振荡管G₁，振荡变压器B、二极管D₁、退耦交连电容C₁、配谐电容C₂、串联降压电阻R₁所组成，其中二极管D₁跨接在正反馈绕组L₂与振荡G₁基极之间，退耦交流电容C₁取值在数千到数万皮法之间。L₃是振荡变压器B的次级线圈，其与振荡管负截线圈L₁相比的异名端与门控管G₂、的基极相连接，另一端通过C₃与门控管发射极相连接。门控管G₂、过零抑制管G₃、与它们的偏置电阻，R₂、R₃、R₄组成通常的零交叉触发电路，整流桥D₂至D₅、可控硅SCRBCR、电阻R₆是交流无触点开关。电路是这样工作的；当控制端A、B输入的正电压升到1伏左右电压时，电流经正反馈线圈L₂、D₁向振荡管G₁基极提供偏置电流、在正反馈线圈L₂与退耦交连电容C₁的共同反馈下、振荡管G₁在负载线圈L₁、正反馈线圈L₂和C₂的谐振电路中激起半周期大于可控硅SCR最小脉冲触发宽度的正弦波，经振荡变压器B的磁场电隔离由L₃取出正弦信号通过C₃加在门控管G₂的发射结上。在交流电过零约4度电角度内过零抑制管G₃因R₄提供的偏置不足而截止，L₃上的正弦波负半周使门控管G₂退出饱合而截止时，有交流电同步的触发电流经R₃流入可控硅SCR控制极，可控硅交流无触点开关开通。当控制端A、B输入的正电压低于1伏左右电压时，D₁与振荡管G₁发射结工作在截止区域，没有电流流入振荡管G₁基极建立起工作点，正弦振荡器停止振荡，L₃上无正弦波信号，这样无论交流电是在过零4度电角度内还是在4度电角度外，不是门控管饱合，就是过零抑制管G₃饱合，通过R₃流过的同步触发电流均被门控管和G₂或过零抑制管G₃短路，无触发电流流经可控硅SCR的控制极当交流电过零时，无触点交流开关自行关断。