阅读说明：本技术 一种高可靠隔离式高压开关电路 (High-reliability isolated high-voltage switch circuit ) 是由 刘建强 俞雄伟 于 2020-04-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高可靠隔离式高压开关电路,旨在提供一种应用在高压输入到高压输出方产品中,采用小信号控制高压器件,结构简单,安全可靠,产品应用广泛,高压除雾,照明领域,加热风扇,电机等的隔离式高压开关电路,其技术方案要点是包括：所述高压控制单元包括光耦U1和双向可控硅控制电路,所述双向可控硅控制电路包括G极接在光耦受控侧双向可控硅M1,所述积分电路的输入侧连接有控制信号输入端口P1,所述供电控制单元包括MOS管,所述MOS管的G极连接至三极管Q1的集电极,D极连接至电源VCC,S极与光耦U1的1号引脚之间接有电阻R3,S极与所述三极管Q1的发射极之间连接有电阻R12,本发明适用开关电路技术领域。(The invention discloses a high-reliability isolated high-voltage switch circuit, aiming at providing an isolated high-voltage switch circuit which is applied to a product with high voltage input to a high-voltage output side, adopts a small signal to control a high-voltage device, has simple structure, safety and reliability, wide product application, and is used in the fields of high-voltage demisting, illumination, heating fans, motors and the like, and the technical scheme main points of the isolated high-voltage switch circuit are as follows: the high-voltage control unit comprises an optical coupler U1 and a bidirectional thyristor control circuit, the bidirectional thyristor control circuit comprises a bidirectional thyristor M1 with a G pole connected to the controlled side of the optical coupler, the input side of the integrating circuit is connected with a control signal input port P1, the power supply control unit comprises an MOS (metal oxide semiconductor) tube, the G pole of the MOS tube is connected to the collector of a triode Q1, the D pole of the MOS tube is connected to a power supply VCC, a resistor R3 is connected between the S pole and a No. 1 pin of the optical coupler U1, and a resistor R12 is connected between the S pole and the emitter of the triode Q1.)

一种高可靠隔离式高压开关电路

技术领域

本发明涉及开关电路技术领域，更确切地说涉及一种高可靠隔离式高压开关电路。

背景技术

目前来看所有输出控制信号基本上都是采用单片机输出的形式给到控制单元，此应用中的核心解决了，当控制信号出现异常或死机跑飞的状况下，导致控制失效，如果负载不能及时切断输出，那么可能会造成后端的严重后果，会造成财产及人员的伤亡，我就是考虑到这一点为了避免发生重大的财产及人员伤亡的情况下，我们在电路上来做一个自动死机或跑飞的控制电路来加以避免。

发明内容

针对现有技术的不足和缺陷，提供一种应用在高压输入到高压输出方产品中，采用小信号控制高压器件，结构简单，安全可靠，产品应用广泛，高压除雾，照明领域，加热风扇，电机等的隔离式高压开关电路。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案。

一种高可靠隔离式高压开关电路，包括：

所述高压控制单元包括光耦U1和双向可控硅控制电路，所述双向可控硅控制电路包括G极接在光耦U1受控侧的双向可控硅M1，所述双向可控硅T1极和T2极接受控负载主电路，当光耦U1的导通驱动双向可控硅M1带载输出，当光耦U1的截止驱动双向可控硅M1关断负载；

所述光耦U1的1号引脚连接有第一信号处理单元及供电控制单元电连接，所述第一信号处理单元包括积分电路，所述积分电路的输入侧连接有控制信号输入端口P1，所述积分电路的输出侧与一三极管Q1的基极连接，所述供电控制单元包括MOS管，所述MOS管的G极连接至三极管Q1的集电极，D极连接至电源VCC，S极与光耦U1的1号引脚之间接有电阻R3，S极与所述三极管Q1的发射极之间连接有电阻R12，当端口P1输入为直流电平时，MOS管关闭；

所述光耦U1的2号引脚连接有第二信号处理单元，所述第二信号处理单元包括三极管Q2，所述三极管Q2的集电极与光耦U1的2号引脚连接，所述三极管Q2的基极连接有控制信号输入端口P2；当 P2 输入为高电平或是低电平时 MOS管是截至状态，可控硅M1处于断开状态，此时无输出电压。

采用以上结构后，本发明的一种高可靠隔离式高压开关电路，与现有技术相比，具有以下优点：只要控制信号输入端口P1输入的是正常工作的方波型号时，MOS管能把 VCC的电源电压输出给光耦，继而光耦工作正常能控制双向可控硅 M1 的带载输出，只有当控制信号输入端口P2 输入为高电平或是低电平时 MOS管是截至不导通状态，此时的可控硅不受 P2 信号的影响，输出是断开状态，输出是无输出电压.从而达到安全作用；应用在高压输入到高压输出方产品中，采用小信号控制高压器件，结构简单，安全可靠，产品应用广泛，高压除雾，照明领域，加热风扇，电机等。

作为本发明的一种改进，所述三极管Q1通过一上拉电阻R15连接至MOS管的D极。电阻R15 为三极管Q1的上拉电阻，主要目的是为了给三极管Q1管一个导通条件，只有三极管Q1导通，才能控制MOS管的导通，从而实现VCC电源到电阻R3和光耦U1上的电压工作。

作为本发明的一种改进，所述控制信号输入端口P1与三极管Q1的基极之间依次连接有电容C1、二极管D2和电阻R2，并且所述电容C1与三极管Q1的发射极之间接有二极管D1，二极管D2与三极管Q1的发射极之间依次并接有电容C2和电阻R1，所述积分电路由电容C1、电容C2和电阻R1组成。利用控制信号输入端口P1输入的方波高电平来临时给电容C2充电，转化成直流电，此时的这个阶段电容C2充满，由于二极管D2的工作特性，二极管D2的正向电压大于死区电压后，正向电流迅速增长，二极管正向电阻变得很小，二极管正向导通。

作为本发明的一种改进，所述控制信号输入端口P2与三极管Q2之间连接有电阻R4，并且所述三极管Q2基极与发射极之间接有电阻R5。

作为本发明的一种改进，所述双向可控硅M1的G极与T1极之间接有电阻R8，并且双向可控硅M1的G极连接至光耦U1的4号引脚，所述光耦U1的6号引脚连接至双向可控硅M1的T2引脚，并且光耦U1的6号引脚与双向可控硅M1的T2引脚之间依次连接有电阻R6和电阻R7，并且所述可控硅M1的T1引脚通过一电容C3连接至电阻R6一端。

作为本发明的一种改进，还包括电流输入端口，所述主电路包括接在电阻R7与受控负载一侧的L2端、接在电流输入端端口的L1端、以及接在受控负载另一侧的N端，并且所述负载另一侧与电流输入端口连接。

附图说明

图1是本发明电源供给电路原理图。

图2是本发明的电路原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1-2所示，本发明的一种高可靠隔离式高压开关电路，包括：

所述高压控制单元包括光耦U1和双向可控硅控制电路，所述双向可控硅控制电路包括G极接在光耦U1受控侧的双向可控硅M1，所述双向可控硅T1极和T2极接受控负载主电路，当光耦U1的导通驱动双向可控硅M1带载输出，当光耦U1的截止驱动双向可控硅M1关断负载；

所述光耦U1的1号引脚连接有第一信号处理单元及供电控制单元电连接，所述第一信号处理单元包括积分电路，所述积分电路的输入侧连接有控制信号输入端口P1，所述积分电路的输出侧与一三极管Q1的基极连接，所述供电控制单元包括MOS管，所述MOS管的G极连接至三极管Q1的集电极，D极连接至电源VCC，S极与光耦U1的1号引脚之间接有电阻R3，S极与所述三极管Q1的发射极之间连接有电阻R12，当端口P1输入为直流电平时，MOS管关闭；

所述光耦U1的2号引脚连接有第二信号处理单元，所述第二信号处理单元包括三极管Q2，所述三极管Q2的集电极与光耦U1的2号引脚连接，所述三极管Q2的基极连接有控制信号输入端口P2；当 P2 输入为高电平或是低电平时 MOS管是截至状态，可控硅M1处于断开状态，此时无输出电压。

所述三极管Q1通过一上拉电阻R15连接至MOS管的D极。

所述控制信号输入端口P1与三极管Q1的基极之间依次连接有电容C1、二极管D2和电阻R2，并且所述电容C1与三极管Q1的发射极之间接有二极管D1，二极管D2与三极管Q1的发射极之间依次并接有电容C2和电阻R1，所述积分电路由电容C1、电容C2和电阻R1组成。

所述控制信号输入端口P2与三极管Q2之间连接有电阻R4，并且所述三极管Q2基极与发射极之间接有电阻R5。

所述双向可控硅M1的G极与T1极之间接有电阻R8，并且双向可控硅M1的G极连接至光耦U1的4号引脚，所述光耦U1的6号引脚连接至双向可控硅M1的T2引脚，并且光耦U1的6号引脚与双向可控硅M1的T2引脚之间依次连接有电阻R6和电阻R7，并且所述可控硅M1的T1引脚通过一电容C3连接至电阻R6一端。

还包括电流输入端口，所述主电路包括接在电阻R7与受控负载一侧的L2端、接在电流输入端端口的L1端、以及接在受控负载另一侧的N端，并且所述负载另一侧与电流输入端口连接。

工作原理：二极管D1为回流二极管，二极管D2为反向电流回充二极管，电阻R7，电阻R8，电阻R6，电阻R2，电阻R15 为配置电阻，电容C3 为电压尖峰吸收电容。当控制信号输入端口P1的输出正常时，此时的控制信号输入端口P1为一定频率的高低方波型号，当通过的电容C2，利用方波高电平来临时给电阻C2充电，转化成直流电，此时的这个阶段电容C2充满，由于二极管D2的工作特性，二极管D2的正向电压大于死区电压后，正向电流迅速增长，二极管D2正向电阻变得很小，二极管D2正向导通。导通后，正向电压微小的增大会引起正向电流急剧增大，电压与电流的关系近似于线性，这一段称为正向导通区。此时的二极管D2主是要起到充完电之后不能把电时回流到控制信号输入端口P1。二极管D1在电路中起到的作用就是回流，因为电容C2二端的电压如果想要达到预期的电平，二极管D1必增加回流，电阻R15为三极管Q1的上拉电阻，主要目的是为了给三极管Q1管一个导通条件，三极管Q1导通，才能控制MOS管的导通，来实现电源VCC到电阻R3和U1上的电压工作，电阻R2是消耗电容C2上面的能量。这里可以调整电阻R15，电阻R12和电容C2的阻值或容值，电阻R15阻值的调整是为了减小电阻 R15上的分流，使其在电路中电容C2的充电时间上更加快，电阻R12在这个电路中还起到了一个非常重要的作用是当控制信号输入端口P1输入为直流电平时，可以通过电阻R12消耗电容C2上的能量，使得MOS管关闭。只要我们的控制信号输入端口P1是正常工作的方波型号时，MOS管才能把电源VCC电压输出给光耦U1，继而光耦U1共作正常才能输出双向可控硅的带载输出，只有当控制信号输入端口P2输入为高电平或是低电平时MOS管是截至不导通状态,此时的双向可控硅不受控制信号输入端口P2的影响，输出是断开状态，此时的输出是无输出电压从而达到安全作用。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。