本發(fā)明涉及一種固體繼電器，特別是一種直流軟啟動固體繼電器。

背景技術(shù)：

由于固體繼電器具有許多電磁繼電器不具備的優(yōu)勢，在軍用及工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但由于固體繼電器存在一定的接通電阻和功耗，在開關(guān)電源或容性負載的應(yīng)用方面，效果不太理想。開關(guān)電源（容性負載）在啟動瞬間，沖擊電流可達穩(wěn)態(tài)電流的十倍以上，很容易造成控制部件的損壞或供電單元的誤保護。為了解決該問題，一般采用軟啟動電路，具體方案有：

1、雙繼電器串聯(lián)電阻模式（電路圖見附圖2）

工作原理：

初始導(dǎo)通時，SSR1接通，SSR2關(guān)斷，V+通過SSR1的輸出開關(guān)、串聯(lián)電阻Rs為負載等效電容C充電，電容C充滿電后，SSR2接通，Rs被短路，V+通過SSR1、SSR2的輸出開關(guān)為RL供電，RL正常工作。

該電路的優(yōu)點：減小了電路的沖擊電流。

該電路的缺點：

（1）使用了兩個固體繼電器，接通電阻和功耗成倍增加；

（2）需要的Rs的功率較大，體積較大；

（3）需增加延時電路或通過程序控制；

（4）電路復(fù)雜。

2、繼電器加軟啟動電路模式（電路圖見附圖3）

工作原理：

給SSR1加輸入電壓后，SSR1接通，由于此時C1兩端電壓為零，即場效應(yīng)管柵源電壓為零，MOS場效應(yīng)管關(guān)斷，V+通過SSR1的輸出開關(guān)、R1為電容C1充電，電容C1兩端電壓到達MOS場效應(yīng)管的閾值電壓后，場效應(yīng)管的工作狀態(tài)由截止逐漸過渡到完全導(dǎo)通，電路中的電流由零逐漸增加到最大，之后RL正常工作。

該電路的優(yōu)點：減小了電路的沖擊電流。

該電路的缺點：

（1）接通電阻和功耗類似于兩個固體繼電器；

（2）RL懸浮供電，不能接地；

（3）MOS場效應(yīng)管存在關(guān)斷延時；

（4）電路復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種直流軟啟動固體繼電器。本發(fā)明具有能減小接通容性負載時的電流沖擊，減小控制回路的串聯(lián)電阻及功耗，簡化控制電路的特點。

技術(shù)方案：一種直流軟啟動固體繼電器，是在輸入、隔離、驅(qū)動電路與輸出場效應(yīng)管的柵極之間連接有電阻和二極管，所述電阻與二極管串聯(lián)。

前述的直流軟啟動固體繼電器，所述電阻的阻值在10kΩ-100kΩ。

前述的直流軟啟動固體繼電器，所述繼電器接通阻性負載時，其接通時間在1ms～20ms之間，負載兩端電壓上升時間在1ms～20ms之間，所述繼電器輸出端電壓下降時間在1ms～20ms之間。

前述的直流軟啟動固體繼電器，所述繼電器具體包括有輸入、隔離、驅(qū)動電路和輸出場效應(yīng)管，輸入、隔離、驅(qū)動電路和輸出場效應(yīng)管之間連接有串聯(lián)的電阻和二極管，電阻和二極管串聯(lián)后，其兩端并聯(lián)在三極管的發(fā)射極和基極之間；三極管的基極與集電極之間并聯(lián)第二電阻后，其集電極連接輸入、隔離、驅(qū)動電路；三極管的集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)柵源電容后，其集電極連接在所述輸出場效應(yīng)管的源極。

有益效果：

1、使用本發(fā)明的繼電器后，在繼電器開始導(dǎo)通時，負載兩端電壓緩慢上升，負載電流緩慢增加，避免繼電器導(dǎo)通瞬間產(chǎn)生的大電流浪涌沖擊，尤其適合開關(guān)電源及容性負載控制，同時，減小控制回路的串聯(lián)電阻及功耗，簡化了控制電路。

2、與雙繼電器串聯(lián)電阻模式和繼電器加軟啟動電路模式相比，本發(fā)明的繼電器的功耗能降低50%以上。

3、與繼電器加軟啟動電路模式的關(guān)斷延時相比，本發(fā)明的繼電器的輸出場效應(yīng)管不存在關(guān)斷延時，大大降低了使用的風(fēng)險。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的工作電路圖；

附圖2為雙繼電器串聯(lián)電阻模式的工作電路圖；

附圖3為繼電器加軟啟動電路模式的工作電路圖。

附圖標(biāo)記說明：1-輸入、隔離、驅(qū)動電路，V2-輸出場效應(yīng)管，C_GS -柵源電容，V1-三極管，D -二極管，R1-電阻，R2-第二電阻。

本發(fā)明的實施例

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。

實施例：一種直流軟啟動固體繼電器，如附圖1所示，是在輸入、隔離、驅(qū)動電路1（輸入、隔離、驅(qū)動電路1是現(xiàn)有固體繼電器上常用的一種電路，以能夠?qū)崿F(xiàn)輸入、隔離、驅(qū)動為準(zhǔn)）與輸出場效應(yīng)管V2的柵極之間連接有電阻R1和二極管D，所述電阻R1與二極管D串聯(lián)。

所述電阻R1的阻值在10kΩ-100kΩ。

所述繼電器接通阻性負載時，其接通時間在1ms～20ms之間，負載兩端電壓上升時間在1ms～20ms之間，所述繼電器輸出端電壓下降時間在1ms～20ms之間。

所述繼電器具體包括有輸入、隔離、驅(qū)動電路1和輸出場效應(yīng)管V2，輸入、隔離、驅(qū)動電路1和輸出場效應(yīng)管V2之間連接有串聯(lián)的電阻R1和二極管D，電阻R1和二極管D串聯(lián)后，其兩端并聯(lián)在三極管V1的發(fā)射極和基極之間；三極管V1的基極與集電極之間并聯(lián)第二電阻R2后，其集電極連接輸入、隔離、驅(qū)動電路；三極管V1的集電極與發(fā)射極之間并聯(lián)柵源電容C_GS后，其集電極連接在所述輸出場效應(yīng)管V2的源極。

工作原理：在直流軟啟動固體繼電器的輸入端施加輸入電壓后，驅(qū)動電路產(chǎn)生驅(qū)動電壓，通過電阻R1為柵源電容C_GS充電，隨著柵源電容C_GS的電壓的逐漸提高，輸出場效應(yīng)管V2逐漸導(dǎo)通，流過輸出場效應(yīng)管V2的電流逐漸加大，直至輸出場效應(yīng)管V2完全導(dǎo)通。由此，避免了繼電器接通容性負載的瞬間產(chǎn)生的浪涌電流沖擊。

附圖1中，三極管V1、第二電阻R2和二極管D組成快速關(guān)斷電路，在直流軟啟動固體繼電器的輸入電壓撤除后，驅(qū)動電路的輸出電壓降為0，柵源電容C_GS通過三極管D的 BE結(jié)及第二電阻R2放電，形成基極電流I_B，經(jīng)三極管3放大，形成集電極電流I_C=β×I_B（式中，β為三極管的電流放大倍數(shù)），柵源電容C_GS的放電電流為I_E=(1+β)I_B，因三極管 V1的放大作用而快速泄放至零，場效應(yīng)管截止，直流軟啟動固體繼電器可以快速關(guān)斷。