一种固态脉冲继电器的制作方法

1.本实用新型涉及继电器技术领域，具体涉及一种固态脉冲继电器。


背景技术：

2.随着航空、航天、电子、计算机控制技术的发展，传感器在系统中的应用也越来越多，而这些传感器输出的信号多为模拟信号，模拟信号需要通过波形变换或者ad转换才能被控制器识别和运用。同时，随着系统日益复杂，交直流电共同运行于同一系统中，在同一系统中存在着交直流变换，目前主要用二极管或可控硅等进行整流，二极管整流由于存在特定范围的压降，故在电流较大时，二极管的功率较大，发热严重，影响系统的正常运行。继电器作为系统中常用的开关器件具有导通电阻小，压降低，功耗小等特点，而一般的继电器作为波形变换或整流器件，其前端需要增加时序控制或波形变换等电路，增加了外围电路的复杂性，不利于系统的模块化和简约化设计。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种固态脉冲继电器，其集成了波形变换电路，可直接用于波形变换和整流等场合，解决了继电器在特定场合的适应性问题。
4.为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.一种固态脉冲继电器由电阻r1～r12、二极管d1～d4，三极管v1～v7，以及场效应管q1～q2组成；电阻r1的一端、电阻r6的一端、电阻r8的一端、二极管d1的负极、以及三极管v2的集电极相连，并形成固体脉冲继电器的偏置电源端口1；电阻r1的另一端、电阻r2的一端、三极管v1的集电极、以及三极管v2的基极相连；电阻r2的另一端、电阻r3的一端、以及三极管v1的基极相连，并形成固体脉冲继电器的控制端口2；电阻r3的另一端、电阻r4的一端、三极管v1的发射极、以及三极管v3的基极相连；电阻r4的另一端、电阻r5的一端、电阻r9的一端、电阻r10的一端、二极管d4的正极、三极管v3的集电极、三极管v5的发射极、三极管v6的发射极、场效应管q1的源极、以及场效应管q2的源极相连，并形成固体脉冲继电器的电源地端口3；三极管v2的发射极、三极管v3的发射极、以及三极管v5的基极相连；电阻r5的另一端、二极管d1的正极、以及三极管v4的基极相连；电阻r6的另一端与三极管v4的发射极相连；电阻r7的一端、三极管v4的集电极、以及三极管v5的集电极相连；电阻r7的另一端与三极管v6的基极相连；电阻r8的另一端、二极管d2的正极、以及三极管v6的集电极相连；电阻r9的另一端、二极管d2的负极、二极管d3的正极、以及三极管v7的基极相连；电阻r10的另一端与三极管v7的集电极相连；电阻r11的一端、电阻r12的一端、二极管d3的负极、二极管d4的负极、三极管v7的发射极相连，并形成固体脉冲继电器的封锁端口4；电阻r11的另一端与场效应管q1的栅极相连；电阻r12的另一端与场效应管q2的栅极相连；场效应管q2的漏极形成固体脉冲继电器的第一输出端口5；场效应管q1的漏极形成固体脉冲继电器的第二输出端口6。
6.一种正弦波转方波电路由同步变压器和下拉电阻r组成；固态脉冲继电器的偏置
电源端口1与电源vcc连接；固态脉冲继电器第二输出端口6与电源vdd连接；固态脉冲继电器的封锁端口4悬置；同步变压器的输入侧的两端形成正弦波输入端u
in
；第一同步变压器的输出侧的一端与第一固体脉冲继电器的控制端口2连接；第一同步变压器的输出侧的另一端与第一固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接；下拉电阻r的一端与固态脉冲继电器的第一输出端口5连接，并形成方波输出端u
out
，下拉电阻r的另一端接地。
7.一种半波整流电路由固态脉冲继电器、同步变压器、以及负载及滤波电路组成；固态脉冲继电器的偏置电源端口1与电源vcc连接；固态脉冲继电器的封锁端口4悬置；同步变压器的输入侧的一端和固体脉冲继电器的第二输出端口6与交流电源的一端连接；同步变压器的输入侧的另一端与负载及滤波电路的一端和交流电源的另一端连接；同步变压器的输出侧的一端与固体脉冲继电器的控制端口2连接；同步变压器的输出侧的另一端与固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接；固态脉冲继电器的第一输出端口5与负载及滤波电路的另一端连接。
8.一种全桥整流电路由4个固态脉冲继电器、4个同步变压器、以及负载及滤波电路组成；4个固态脉冲继电器的偏置电源端口1均与电源vcc连接；4个固态脉冲继电器的封锁端口4均悬置；4个同步变压器的输入侧的一端同时与交流电源的一端连接；4个同步变压器的输入侧的另一端同时与交流电源的另一端连接；第一同步变压器的输出侧的一端与第一固体脉冲继电器的控制端口2连接；第一同步变压器的输出侧的另一端与第一固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接；第二同步变压器的输出侧的一端与第二固体脉冲继电器的控制端口2连接；第二同步变压器的输出侧的另一端与第二固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接；第三同步变压器的输出侧的一端与第三固体脉冲继电器的控制端口2连接；第三同步变压器的输出侧的另一端与第三固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接；第四同步变压器的输出侧的一端与第四固体脉冲继电器的控制端口2连接；第四同步变压器的输出侧的另一端与第四固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接；第一固体脉冲继电器的第一输出端口5与第三固体脉冲继电器的第二输出端口6连接；第二固体脉冲继电器的第一输出端口5与第四固体脉冲继电器的第二输出端口6连接；第一固体脉冲继电器和第二固体脉冲继电器的第二输出端口6与负载及滤波电路的一端连接；第三固体脉冲继电器和第四固体脉冲继电器的第一输出端口5与负载及滤波电路的一端连接。
9.一种频率控制型继电器由固态脉冲继电器、同步变压器、以及滤波电容c组成；固态脉冲继电器的偏置电源端口1与电源vcc连接；固态脉冲继电器第二输出端口6与电源vdd连接；同步变压器的输入侧的一端与交流电源的一端连接，同步变压器的输入侧的另一端与交流电源的另一端连接；同步变压器的输出侧的一端与固体脉冲继电器的控制端口2连接，同步变压器的输出侧的另一端与固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接；滤波电容c的一端接固体脉冲继电器的电源地端口3，滤波电容c的另一端接固态脉冲继电器的封锁端口4；固态脉冲继电器的第一输出端口5与外部负载连接。
10.与现有技术相比，本实用新型所提出的固态脉冲继电器采用二、三极管及电阻进行波形变换，可将一定频率的正弦波信号转换为同频率的方波信号输出。固态脉冲继电器对外提供6个端口，紧急情况(如负载故障或控制信号无法正常撤掉等)发生时，可通过封锁端口接地使负载断开。该固态脉冲继电器在控制信号达到一定频率后，继电器输出端变成连续导通模式，可作为频率控制型继电器使用。该固态脉冲继电器可用于半波及全桥整流，
相对二极管整流，具有功率大，电压损失小等特点，从而适用于功率较大的整流场合。
附图说明
11.图1为一种固态脉冲继电器的原理图。
12.图2为固态脉冲继电器应用于正弦波转方波电路的示意图。
13.图3为正弦波信号转换为方波信号的波形示意图。
14.图4为固态脉冲继电器应用于半波整流电路的示意图。
15.图5为固态脉冲继电器应用于全桥整流电路的示意图。
16.图6为固态脉冲继电器应用于控制型继电器的示意图。
具体实施方式
17.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，对本实用新型进一步详细说明。
18.参见图1，一种固态脉冲继电器由电阻r1～r12、二极管d1～d4，三极管v1～v7，以及场效应管q1～q2组成。电阻r1的一端、电阻r6的一端、电阻r8的一端、二极管d1的负极、以及三极管v2的集电极相连，并形成固体脉冲继电器的偏置电源端口1。电阻r1的另一端、电阻r2的一端、三极管v1的集电极、以及三极管v2的基极相连。电阻r2的另一端、电阻r3的一端、以及三极管v1的基极相连，并形成固体脉冲继电器的控制端口2。电阻r3的另一端、电阻r4的一端、三极管v1的发射极、以及三极管v3的基极相连。电阻r4的另一端、电阻r5的一端、电阻r9的一端、电阻r10的一端、二极管d4的正极、三极管v3的集电极、三极管v5的发射极、三极管v6的发射极、场效应管q1的源极、以及场效应管q2的源极相连，并形成固体脉冲继电器的电源地端口3。三极管v2的发射极、三极管v3的发射极、以及三极管v5的基极相连。电阻r5的另一端、二极管d1的正极、以及三极管v4的基极相连。电阻r6的另一端与三极管v4的发射极相连。电阻r7的一端、三极管v4的集电极、以及三极管v5的集电极相连。电阻r7的另一端与三极管v6的基极相连。电阻r8的另一端、二极管d2的正极、以及三极管v6的集电极相连。电阻r9的另一端、二极管d2的负极、二极管d3的正极、以及三极管v7的基极相连。电阻r10的另一端与三极管v7的集电极相连。电阻r11的一端、电阻r12的一端、二极管d3的负极、二极管d4的负极、三极管v7的发射极相连，并形成固体脉冲继电器的封锁端口4。电阻r11的另一端与场效应管q1的栅极相连。电阻r12的另一端与场效应管q2的栅极相连。场效应管q2的漏极形成固体脉冲继电器的第一输出端口5。场效应管q1的漏极形成固体脉冲继电器的第二输出端口6。
19.上述固态脉冲继电器对外提供6个端口。该固态脉冲继电器无极性，可适应用于交直流控制场合。该固态脉冲继电器可将一定频率的正弦波转换为方波输出，可对输出信号为正弦波的传感器信号进行变换，以便微处理器对传感器信号进行频率计数等。该固态脉冲继电器可用于全桥整流及半波整流，相较于二极管整流，该固态脉冲继电器整流具有功耗小，电压损失少等特点，适用于功率较大的整流场合。该固态脉冲继电器在控制信号达到一定频率后，固态脉冲继电器输出端变为连续导通，此时可作为一款频率控制型继电器使用。该固态脉冲继电器具有封锁端，当负载故障或控制信号未能有效撤掉，可通过控制封锁端接地使负载断开。
20.参见图2，基于上述态脉冲继电器所实现的一种正弦波转方波电路由同步变压器和下拉电阻r组成。固态脉冲继电器的偏置电源端口1与电源vcc连接。固态脉冲继电器第二输出端口6与电源vdd连接。固态脉冲继电器的封锁端口4悬置。同步变压器的输入侧的两端形成正弦波输入端u
in
。第一同步变压器的输出侧的一端与第一固体脉冲继电器的控制端口2连接。第一同步变压器的输出侧的另一端与第一固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接。下拉电阻r的一端与固态脉冲继电器的第一输出端口5连接，并形成方波输出端u
out
，下拉电阻r的另一端接地。
21.上述正弦波转方波电路采用二、三极管及电阻进行波形变换，可将一定频率的正弦波信号转换为同频率的方波信号输出(如图3所示)，可对输出信号为正弦波的传感器信号进行变换，以便微处理器对传感器信号进行频率计数等，如速度测量等。
22.参见图4，基于上述态脉冲继电器所实现的一种半波整流电路由固态脉冲继电器、同步变压器、以及负载及滤波电路组成。固态脉冲继电器的偏置电源端口1与电源vcc连接。固态脉冲继电器的封锁端口4悬置。同步变压器的输入侧的一端和固体脉冲继电器的第二输出端口6与交流电源的一端连接。同步变压器的输入侧的另一端与负载及滤波电路的一端和交流电源的另一端连接。同步变压器的输出侧的一端与固体脉冲继电器的控制端口2连接。同步变压器的输出侧的另一端与固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接。固态脉冲继电器的第一输出端口5与负载及滤波电路的另一端连接。
23.上述半波整流电路在固态脉冲继电器的输入端通过同步变压器与负载电源相连，保证固态脉冲继电器输出端输出同频率的半正弦波，实现半波整流
24.参见图5，基于上述态脉冲继电器所实现的一种全桥整流电路由4个固态脉冲继电器、4个同步变压器、以及负载及滤波电路组成。4个固态脉冲继电器的偏置电源端口1均与电源vcc连接。4个固态脉冲继电器的封锁端口4均悬置。4个同步变压器的输入侧的一端同时与交流电源的一端连接。4个同步变压器的输入侧的另一端同时与交流电源的另一端连接。第一同步变压器的输出侧的一端与第一固体脉冲继电器的控制端口2连接。第一同步变压器的输出侧的另一端与第一固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接。第二同步变压器的输出侧的一端与第二固体脉冲继电器的控制端口2连接。
25.第二同步变压器的输出侧的另一端与第二固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接。第三同步变压器的输出侧的一端与第三固体脉冲继电器的控制端口2连接。第三同步变压器的输出侧的另一端与第三固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接。第四同步变压器的输出侧的一端与第四固体脉冲继电器的控制端口2连接。第四同步变压器的输出侧的另一端与第四固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接。第一固体脉冲继电器的第一输出端口5与第三固体脉冲继电器的第二输出端口6连接。第二固体脉冲继电器的第一输出端口5与第四固体脉冲继电器的第二输出端口6连接。第一固体脉冲继电器和第二固体脉冲继电器的第二输出端口6与负载及滤波电路的一端连接。第三固体脉冲继电器和第四固体脉冲继电器的第一输出端口5与负载及滤波电路的一端连接。
26.上述全桥整流电路在固态脉冲继电器的输入端通过同步变压器与负载电源相连，其中一组同步变压器采用同名端接入控制电路，另一组采用异名端接入控制电路，保证继电器输出端输出同频率的半正弦波，实现全桥整流。
27.参见图6，基于上述态脉冲继电器所实现的一种频率控制型继电器由固态脉冲继
电器、同步变压器、以及滤波电容c组成。固态脉冲继电器的偏置电源端口1与电源vcc连接。固态脉冲继电器第二输出端口6与电源vdd连接。同步变压器的输入侧的一端与交流电源的一端连接，同步变压器的输入侧的另一端与交流电源的另一端连接。同步变压器的输出侧的一端与固体脉冲继电器的控制端口2连接，同步变压器的输出侧的另一端与固体脉冲继电器的电源地端口3和电源地连接。滤波电容c的一端接固体脉冲继电器的电源地端口3，滤波电容c的另一端接固态脉冲继电器的封锁端口4。固态脉冲继电器的第一输出端口5与外部负载连接。
28.上述频率控制型继电器在固态脉冲继电器电源地端口3和封锁端口4之间跨接一滤波电容c，当控制端输入一定频率的正弦波信号时，固态脉冲继电器的场效应管q1和q2的gs极得到一连续的直流电压信号，使继电器连续导通。
29.需要说明的是，尽管以上本实用新型所述的实施例是说明性的，但这并非是对本实用新型的限制，因此本实用新型并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本实用新型原理的情况下，凡是本领域技术人员在本实用新型的启示下获得的其它实施方式，均视为在本实用新型的保护之内。