[发明专利]一种低功耗固体继电器

说明书

【技术领域】

本发明涉及电器电子技术领域，特别涉及一种低功耗固体继电器。

【背景技术】

固体继电器是一种无触点通断电子开关，为四端有源器件。其中两个端子为输入控制端，而另外两个端子为输出受控端。在输入端加上直流或脉冲信号，输出端就能从关断状态转变成导通状态(无信号时呈阻断状态)，即当控制脚之间施加电压时，固体继电器导通，而当控制脚之间电压撤销则固体继电器关断，从而控制较大负载。由于固体继电器的组成为无触点开关元件，所以与电磁继电器相比具有工作可靠、寿命长，对外界干扰小，能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快和使用方便，因而具有很宽的应用领域。中国专利第200520084249.1号公开一种固体继电器，其原理与常规继电器相同，然而该等固体继电器均有一个缺陷，即控制脚持续施加电压时该控制脚持续吸收约0.1W左右的功耗，消耗功率高，且在某些有低功耗要求的电路中应用受到了极大的限制。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种消耗功率小的低功耗固体继电器，使流入控制脚的电流仅在电平变化瞬间较大，其它时候电流为零，以降低固体继电器的平均功率。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种低功耗固体继电器，包括有开关电路、控制脚A、J以及受控脚G、H、与开关电路连接的储能电容以及分别连接至储能电容的第一、第二充电电路与放电电路；当控制脚A输入高电平，上升沿出现瞬间，第一充电电路向储能电容充满电，开关电路导通，则受控脚G、H之间导通，使得该继电器导通；而当控制脚A输入低电平，下降沿出现瞬间，放电电路把储能电容上的电量放完，受控脚G、H之间关断，从而固体继电器关断。

相较于现有技术，本发明低功耗固体继电器控制电平由低到高变化，通过耦合电容、光耦给储能电容充电，使储能电容正极长时间保持高电平，从而维持固体继电器导通，导通时受控交流电为储能电容充电，截止不予充电，以保持储能电容正极的逻辑电平。而控制电平由高到低变化，通过耦合电容、光耦给储能电容放电，使储能电容正极为低电平，从而维持固体继电器关断。实现了继电器只在控制电平发生变化时产生一定的功耗，其它时间为零功耗，因此平均功率极低。

【附图说明】

图1为本发明低功耗固体继电器的原理框图。

图2为本发明低功耗固体继电器的电路原理图。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本发明一种低功耗固体继电器，包括有开关电路、与开关电路连接的储能电容以及分别连接至储能电容的第一、第二充电电路与放电电路。其中，A、J引脚为控制脚，而G、H引脚为受控脚，接交流电，被控两者之间是否通断。储能电容被充上电，开关电路导通，则G、H引脚之间导通；如果储能电容电荷被放完，则G、H引脚之间关断。当A引脚输入高电平，上升沿出现瞬间，第一充电电路向储能电容充满电，使得该固体继电器导通；当A引脚输入低电平，下降沿出现瞬间，放电电路把储能电容上的电放完，固体继电器关断。储能电容在充放电路不动作的情况下电荷仅能保存一周的时间。第二充电电路仅在储能电容有电(即固体继电器导通)时向该电容补充电荷；储能电容没有电荷(即固体继电器关断)则不予充电。所述第二充电电路的充电能量来源于G、H引脚的受控交流电，其作用是保持储能电容正极的逻辑电平。

请参阅图2所示，开关电路包括有与储能电容C1连接的第一场效应管Q1、通过一第二电阻R2与该场效应管Q1连接的第三三极管Q3、与三极管Q3连接的晶闸管Q4、桥式整流电路以及与该桥式整流电路连接的可控管Q5。其中，第三三极管Q3的集电极连接晶闸管Q4的控制极，晶闸管Q4的控制极还通过第九电阻R9与晶闸管Q4的阴极、第三三极管Q3的发射极共同接地；第三三极管Q3的集电极通过一第四电阻R4与晶闸管Q4的阳极共同连接至桥式整流电路。

第一充电电路包括有第一光耦M1以及第一二极管D1。该光耦通过第一二极管D1连接储能电容C1。第二充电电路包括有第六三极管Q6以及连接于该三极管的基极与集电极之间的第七场效应管Q7，第六三极管Q6为PNP型三极管，其集电极通过第三二极管D3连接至储能电容C1。而放电电路包括有第二光耦M2以及第二场效应管Q2。所述第二场效应管Q2通过第一电阻R1连接至储能电容C1。所述控制脚A通过第八电阻R8、耦合电容C2分别连接至第一充电电路的第一光耦M1和放电电路的第二光耦M2。