新型直流固态继电器电路

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.
元器件


型直赢回赢继电

固态继电器是一种输入输出隔离以小电流控制大电流以低电压控制高电压的电子开关器件一般直流固态继电器采用驱动LED对开关进行控制利用光电藕合作输入输出隔离采用双极型晶体管作电子开关而本文介绍的新型直流固态继电器的工作原理与一般的完全不同它采用TTI逻辑电平对开关进行控制采用电容进行输入输出隔离采用低导通电阻的功率MOSFET作电子开关口方佩敏当EN端接低电平时振荡器停振无浮动电压

s
-


M
O
SFET不导通R
上无工作电


一种有两个控制端的电路如图4所示振荡器
由异或

l及2
组成由EN及DIS两端控制当DIS端接低电平(接地
)

时EN为控制端EN为高电平时振荡器起振;当EN端接高电
平时DIS为控制端DIS为低电平时振荡器起振即此电路可
采用高电平或低电平控制电路工作其余部分与前一
种相同



器器


Q

IRFl
lo

00
1

C3001

CD407
0

Dl~D
4
1
IN4148X4

R
¼

压控振荡器整流器及功率MOSFET组成所示该固态继电器由其结构框图如图1电路工作原理该振荡器在Rl一RZ二R时振荡频率fo兰056/RCI输出为占空

5。
%
的方波

基本特性
固态继电器的输出部分由功率M
OSF
ET
组成则其工作电

IRFll
o

C
D4011


工作电
流管压降取决于功率

M
OSFET的性能由于功率MOSFET

是电压控制电流器件所以要满足不同
的工作电压工作电流时只要选
择合

适的功率MOSFET就可以了以设计上

分灵活功率MosFET的开关特性

常好(上升下降时间为几十纳
秒)所


是较理想的开关

一般直流固态继电器采用
光电隔
离因此输入输出之间的绝缘电阻

电路如图2所示双输入与非门1及2组成压控振荡器由EN端用TTL电平控制EN为高电平时振荡器起振振荡器的工作频率f兰。45/RICIA与B为振荡器的输出端输出为占空比50%的方波A与B输出的方波相位相反如图3所示振荡器输出的方波经与非门3及4组成的反相器缓冲经CZC3辆合由Dl~D4二极管组成的桥式整流器整流在R3上产生一个浮动的直流电压此浮动直流电压接在增强型N沟道M()SFET的栅极G与源极S之间即提供VGS则MOSFE丁将形成N型导电沟道若MOSFET的漏极接电源vD源极S接负载电阻R到地则MOSFET导通负载电阻Rl上流过工作电流玩101998年第8期耐压是极高的而本电路采用电容隔离耐压就取
决于电容的

耐压程度一般的电容耐压可达几十到几百V所以本电路更适
用于工作电压在10ov以下的场合(可以采用
高压电容但尺寸

大成本高
)

与一般直流固态继电器作比较它具有如下的特点一般
直流固态继电器采用LED为输人元件要一定的驱动电流而
本电路采用电平控制CMOS器件不需要驱动电流
;
一般直流

固态继电器采用
双极型晶体管或达林顿管作输出元件也要一
定的驱动电流而本电路
的功率MOSFET由电压驱

动不要驱

动电流;一般直流固态继电器用双极型晶体管作输出元


关特性不如
M

O
SFET

功率MoSFET的选择
功率MOsFET的选择要根据要求的工作电压
V
D
及工作

电流1来选取即要选择VIJs>VDIJIn>1另外尽

能选

择开启电压v小的及导通电阻Rs(。))小的功率M
OSFE
T

如果CD4oll(或CD4o7o)功率MOSFET及
R
C

等元件

采用贴片式器件则可以做成尺寸较小的直流固态继电器电路

里介绍一些贴片式功率MosFET供读者参考(表1所示
)

电子





号沟道V6匕亏亏IRos(oN)PD(wz封
装与与

(V)(A))(n
)(25℃)

脚排


TD3o55E
N60080152

0图5

肺TD2955川
P
6008032

0

5

IRFllOON
6020620图5

Si9400DYYP20025
625~0425图6

S
i9410DYYN307

o。3一o

o司25图7

Si9433DYP12232007525

7

0110
S
i9420DYY
N2000101025图7

R
3
O

.



当输出电

较大时可

用两下功

M
OSF

T

联输出如

1

0



图1为

片机的
1/
0

接与直
流固态


󰀂
À


VGs一4SVVGs=27
V
OPAK
封装


GS

.

}

O


用电路

图2及图4采
用N沟道功率MOSFET作输出元件同样可采用P沟道功率MOSFET作输出元件如图8所示本直流固态继电器接口来驱动负载(RI一Rn)的情况VD可以相同也可以根据不同的要求采用不同的Vj。由于直流固态继电器往往工作于输出电流大工作电压高因此要注意功率?󰀃卜只么s.户。½D0DD:+SVV“电器的应用十分灵活如图9所示图9a)将负载电阻接在VD与漏极之间而图9b)将负载接在源与地之间 I/0单片机SR.I/oMOSFET的管耗必要时要加
散热片并使其
耗散功率不超
过额定


编者按

功率
M

OSFET


州新新器材
公司邮购


F
M

加装调谐静噪

口胡茂

普通袖珍收音机大多采用CxAlolg系列集成电路这种

成设置LED调谐指示但没有设静噪
F
M
调谐到电台时指

示灯点亮.调谐不到电台时指示灯不亮并伴有较大的沙沙声令人生烦收听时不得不减小音量再调台十分不便针对这个缺点笔者利用调谐指示加装静噪功能并且不影响指示加装的电路如图所示本静噪电路实质上是由VlVZ组成的电子开关管当没有调谐到电台时 脚没有电流输出Vl因得不到基极电流而截止+3V经RZR3加到VZ的基极而使其导通把信号V。旁路到地达到静噪的目的当调谐到电台时 脚有电流输出14ex^lo一舰l15192728VI导通+3V经RZVI旁路到地VZ因基极没有电压而截止信号Voj,匝利送到扬声
器发出

由于 脚输出直流电流因此本电路无需检波二极管
和门

限电位器安装容易可不用印板直接搭棚焊接开关
K

用随身听的接触开关安装在波段开关FM端FM收音时起

用AM收音时不起作用本电路有一定的功耗为了不影响

示RRZ应调整为恰好起静噪作用为好装好后置于机内空
处‘


子制

1998年第8

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