[发明专利]固体继电器

说明书

技术领域

本发明属于电器电子技术领域，具体涉及一种固体继电器的设计。

背景技术

固态继电器(Solid State Relays，SSR)是一种无触点电子开关，它利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性，可达到无触点无火花地接通和断开电路的目的，在其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，而当控制脚之间的施加电压撤销则固体继电器断开，从而控制较大负载。

美国专利号4804866介绍的固体继电器关断控制电路有效的使场效应管关断时的栅源电容放电速度的到提升。其基本原理为“将一个控制装置连接到光伏二极管阵列与输出金属氧化物场效应管的栅极之间，从而使控制装置在光伏输出时处于高阻状态，在光伏输出消失时处于低阻状态，以便光伏二极管阵列产生的充电电流流向输出端金属氧化物场效应管的栅极”。专利中提到的控制装置就是加速泄放电路，采用了N沟道JFET(常闭器件)、二极管及NPN三极管、二极管、电阻组合而成。

美国专利号5151602，在常闭性器件组成的金属氧化物场效应管栅极泄放电路中，增加了阻抗原件。与专利号48404866的继电器相比较，增加了阻抗原件可以使继电器的输出信号波形上升下降沿变得平缓，有效的提高了继电器抗电器噪声的能力，但由于没做进一步处理使得接通和关断时间较长。

美国专利号5278422同样是常闭型器件组成的加速泄放电路，该泄放电路也增加了阻抗原件。但由于此阻抗的位置并不在充电回路上，所以较美国专利号5151602，该泄放电路使栅充电时间不会延长，而同时又使得输出信号的下降沿趋于缓和，提高了抗噪声的能力，但总的关断时间还是偏大。

公开号CN1728553A公开了一种固体继电器，由常开型器件组成的加速充放电电路，该加速接通电路由电容、NPN三极管和二极管组成，其对金属氧化物场效应管栅的加速充电需要一个电容借助于输出电源提供的能量来实现。该方案有效减小了接通时间，但由于电容的引入和需要借助输出电源不可避免的增加了芯片面积和布线的难度，另外对下降沿坡度的控制也略显不足，抗干扰能力较差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的固体继电器存在的上述问题，提出了一种固体继电器。

本发明的技术方案是：一种固体继电器，包括，

一个接在继电器输入端子之间的发光元件；

一个耦合发光元件光信号时，产生光伏输出的光伏二极管阵列；

一个或两个接在继电器输出端子之间的常开型金属氧化物场效应晶体管；

其特征在于，还包括，

一个由光电三极管组成的加速充电电路，其中，光电三极管的发射极接常开型金属氧化物场效应晶体管的栅极，集电极接在光伏二极管阵列的第一端；

一个由两个PNP三极管、一个NPN三极管和一个光电三极管组成的加速泄放电路，其中，两个PNP三极管具体为第一PNP三极管和第二PNP三极管，两个PNP三极管的发射极共同连接于常开型金属氧化物场效应晶体管的栅极，两个PNP三极管的集电极与NPN三极管的基极连接在一起，第一PNP三极管的基极连接于光伏二极管阵列的第一端，第二PNP三极管的基极连接于NPN三极管的集电极，光电三极管的发射极连接于常开型金属氧化物场效应晶体管的源极，光电三极管的集电极连接于NPN管的基极。

作为上述方案的一个优选方案，所述继电器还包括一个电阻，所述电阻连接在所述第一PNP三极管的集电极与第二PNP三极管的集电极之间。

作为上述方案的另一个优选方案，所述继电器还包括一个电阻，所述电阻连接在所述NPN三极管的发射极与所述的加速泄放电路的光电三极管的发射极之间。

进一步的，接在继电器输出端子之间的常开型金属氧化物场效应晶体管为两个，其中，两个常开型金属氧化物场效应晶体管的源极相连，作为所述继电器的第三输出端子；两个漏极分别作为所述继电器的第一、第二输出端子。

进一步的，常开型金属氧化物场效应晶体管为N沟道增强型。

本发明与现有的固体继电器相比，具有如下优点或积极效果：