微波隔離固態(tài)繼電器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種微波隔離固態(tài)繼電器，由至少一路微波隔離繼電單元構(gòu)成；每路微波隔離繼電單元包括輸入電路和輸出電路，其中輸入電路和輸出電路之間通過(guò)微波方式實(shí)現(xiàn)電氣隔離。本實(shí)用新型采用微波傳輸方式完成輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的電氣隔離，能夠提高固態(tài)繼電器的可靠性、安全性，提升在惡劣電磁及輻射環(huán)境條件下的抗干擾能力；具有抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠性高、安全性好、體積小重量輕等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
微波隔離固態(tài)繼電器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及繼電器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微波隔離固態(tài)繼電器。
【背景技術(shù)】
[0002]電氣隔離型固態(tài)繼電器作為軍用控制系統(tǒng)的重要部件，直接影響到整個(gè)武器系統(tǒng)的生存能力和戰(zhàn)斗力的發(fā)揮，在各種惡劣電磁及輻射環(huán)境條件下，要求可靠地工作；同時(shí)，由于武器型號(hào)小型化的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)部件體積小型化提出了更高的要求。然而，傳統(tǒng)的固態(tài)繼電器均采用光電隔離方式或變壓器磁隔離方式，且體積較大，在應(yīng)對(duì)未來(lái)更惡劣的電磁環(huán)境和輻射環(huán)境均存在不安全因素。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是傳統(tǒng)的固態(tài)繼電器存在體積較大和可靠性不佳的問(wèn)題，提供一種微波隔離固態(tài)繼電器。
[0004]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種微波隔離固態(tài)繼電器，包括繼電器本體，所述繼電器本體由至少一路微波隔離繼電單元構(gòu)成;每路微波隔離繼電單元包括輸入電路和輸出電路，其中輸入電路和輸出電路之間通過(guò)微波方式實(shí)現(xiàn)電氣隔離。
[0006]上述方案中，每路微波隔離繼電單元包括低通濾波器、門限電路、微波信號(hào)源、調(diào)制器和功率放大器、解調(diào)器、整流倍壓電路、功率管驅(qū)動(dòng)電路、功率管和微帶耦合天線;其中微帶耦合天線包括發(fā)射端天線和接收端天線。低通濾波器的輸入端接外部輸入控制信號(hào)；低通濾波器的輸出端與門限電路的輸入端相連；門限電路的輸出端與調(diào)制器的控制端相連，微波信號(hào)源的輸出端與調(diào)制器的輸入端相連;調(diào)制器的輸出端與功率放大器的輸入端相連;功率放大器的輸出端與微帶耦合天線的發(fā)射端天線相連。微帶耦合天線的接收端天線與解調(diào)器的輸入端相連;解調(diào)器的輸出端與整流倍壓電路的輸入端相連;整流倍壓電路的輸出端與功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連;功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與功率管的控制端相連;功率管的輸出端向外部輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0007]上述方案中，低通濾波器包括電阻Rl，電容Cl、C2，以及運(yùn)算放大器Ul;電阻Rl的一端作為低通濾波器的輸入端，與外部輸入控制信號(hào)相連;電阻Rl與電容Cl串連，串連的中點(diǎn)與運(yùn)算放大器Ul的正輸入端相連；電容Cl的另一端與輸入電路地端相連；電容C2的兩端分別與運(yùn)算放大器Ul的電源正、負(fù)端相連;運(yùn)算放大器Ul的負(fù)輸入端與運(yùn)算放大器Ul的輸出端相連;運(yùn)算放大器Ul的輸出端作為低通濾波器的輸出端。
[0008]上述方案中，門限電路包括電阻R2-R7，電容C3，以及三極管VT1、VT2;三極管VTI的基極作為門限電路的輸入端；電阻R2的一端連接三極管VTl的基極，另一端連接輸入電路地端；電阻R4—端連接三極管VTl的發(fā)射極，另一端連接輸入電路地端；電阻R3—端連接三極管VTI的集電極，另一端連接輸入電路電源正端VCC;電阻R5與電容C3并聯(lián)，并聯(lián)后的一端連接三極管VTl的集電極，并聯(lián)后的另一端連接三極管VT2的基極；電阻R6—端連接三極管VT2的基極，另一端連接輸入電路地端；電阻R7—端連接三極管VT2的集電極，另一端連接輸入電路電源正端VCC;三極管VTl的發(fā)射極與三極管VT2的發(fā)射極相連;三極管VT2的集電極作為門限電路的輸出端。
[0009]上述方案中，功率放大器包括電阻R8-R12，電容C4，運(yùn)算放大器U2，以及微波功率三極管VT3 ;電阻R8的一端作為功率放大器的輸入端，另一端連接運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端；電阻R9的一端連接運(yùn)算放大器U2的正輸入端，另一端連接輸入電路地端；電阻RlO的一端連接運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端，另一端連接運(yùn)算放大器U2的輸出端；電容C4連接運(yùn)算放大器U2的正、負(fù)電源端；電阻Rll的一端連接運(yùn)算放大器U2的輸出端，另一端連接微波功率三極管VT3的基極;電阻R12的兩端分別連接微波功率三極管VT3的基極和發(fā)射極;微波功率三極管VT3的集電極作為功率放大器的輸出端。
[0010]上述方案中，整流倍壓電路包括電容C5-C10，以及雙二極管VD1-VD3;電容C5的一端作為整流倍壓電路的輸入端，另一端連接雙二極管VDl的第三端；電容C7的兩端分別連接雙二極管VDl、VD2的第三端；電容C9的兩端分別連接雙二極管VD2、VD3的第三端；電容C6的兩端分別連接雙二極管VDl的第一、二端；電容CS的兩端分別連接雙二極管VD2的第一、二端；電容ClO的兩端分別連接雙二極管VD3的第一、二端;雙二極管VDl的第一端連接輸出電路地端;雙二極管VDl的第二端與雙二極管VD2的第一端相連;雙二極管VD2的第二端與雙二極管VD3的第一端相連;雙二極管VD3的第二端作為整流倍壓電路的輸出端。
[0011]上述方案中，功率管驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R13-R17，電容C11，運(yùn)算放大器U3，以及穩(wěn)壓管VD4;電阻R13的一端作為功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，另一端連接運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端；電阻R14的一端連接運(yùn)算放大器U3的正輸入端，另一端連接輸出電路地端；電阻R15的一端連接運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端，另一端連接運(yùn)算放大器U3的輸出端；電容Cll的兩端分別連接運(yùn)算放大器U3的正、負(fù)電源端；電阻R17與穩(wěn)壓管VD4并聯(lián);穩(wěn)壓管VD4的正端連接輸出電路地端，電阻R16的一端連接運(yùn)算放大器U3的輸出端，電阻R16的另一端與穩(wěn)壓管VD4的負(fù)端作為功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端。
[0012]上述方案中，功率管為場(chǎng)效應(yīng)管、單個(gè)三極管和/或達(dá)林頓管。
[0013]當(dāng)微波隔離繼電單元為2路以上時(shí)，每路微波隔離繼電單元之間采用不同的載波頻率，以防止相互干擾。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用微波傳輸方式完成輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的電氣隔離，能夠提高固態(tài)繼電器的可靠性、安全性，提升在惡劣電磁及輻射環(huán)境條件下的抗干擾能力;具有抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠性高、安全性好、體積小重量輕等特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】

[0015]圖1為一種單通道微波隔離固態(tài)繼電器的電路原理圖。
[0016]圖2為一種多通道的微波隔離固態(tài)繼電器的電路原理圖。
[0017]圖3為輸入電路的原理圖。
[0018]圖4為輸出電路的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1:
[0020]一種單通道的微波隔離固態(tài)繼電器，如圖1所示，包括外殼以及設(shè)置在外殼內(nèi)的I路微波隔離繼電單元。上述微波隔離繼電單元主要由低通濾波器、施密特觸發(fā)門限電路、微波信號(hào)源、調(diào)制器、功率放大器、微帶耦合天線、解調(diào)器、整流倍壓電路、功率管驅(qū)動(dòng)電路和功率管組成。低通濾波器的輸入端與外部輸入控制信號(hào)相連;低通濾波器的輸出端與施密特觸發(fā)門限電路的輸入端相連;施密特觸發(fā)門限電路的輸出端與調(diào)制器的控制端相連，微波信號(hào)源的輸出端與調(diào)制器的輸入端相連;調(diào)制器的輸出端與功率放大器的輸入端相連；功率放大器的輸出端與微帶耦合天線的發(fā)射端天線相連;微帶耦合天線的接收端天線與解調(diào)器的輸入端相連;解調(diào)器的輸出端與整流倍壓電路的輸入端相連;整流倍壓電路的輸出端與功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連;功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與功率管的控制端相連;功率管的輸出端向外部輸出經(jīng)過(guò)功率放大并與輸入信號(hào)隔離的信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)輸出負(fù)載。
[0021]1、輸入電路
[0022]如圖3所示，低通濾波器、施密特觸發(fā)門限電路、微波信號(hào)源、調(diào)制器和功率放大器形成微波隔離固態(tài)繼電器的輸入電路部分，完成輸入信號(hào)的濾波整形、調(diào)制和功率放大。
[0023]1-1、低通濾波器
[0024]低通濾波器包括電阻Rl，電容C1、C2，集成運(yùn)算放大器U1。電阻Rl的一端作為低通濾波器的輸入端，與外部輸入控制信號(hào)相連;電阻Rl與電容Cl串連，串連的中點(diǎn)與集成運(yùn)算放大器Ul的正輸入端相連；電容Cl的另一端與輸入電路地端相連；電容C2的兩端分別與集成運(yùn)算放大器Ul的電源正、負(fù)端相連;集成運(yùn)算放大器Ul的負(fù)輸入端與輸出端相連;集成運(yùn)算放大器Ul的輸出端作為低通濾波器的輸出端。
[0025]外部控制信號(hào)通過(guò)輸入連接器或管腳引入低通濾波器的輸入端，電阻Rl和電容Cl組成RC低通濾波電路，通過(guò)低通濾波電路對(duì)輸入控制信號(hào)進(jìn)行低通濾波，去除控制信號(hào)中的高頻干擾，防止干擾信號(hào)引起電路誤動(dòng)作;通過(guò)RC低通濾波后的控制信號(hào)，引入集成運(yùn)算放大器Ul的正輸入端，由集成運(yùn)算放大器Ul完成信號(hào)的緩沖放大，提高信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，并輸出到下級(jí)電路。
[0026]1-2、施密特觸發(fā)門限電路
[0027]施密特觸發(fā)門限電路包括電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7，電容C3，三極管VT1、VT2。三極管VTI的b極作為施密特觸發(fā)門限電路的輸入端；電阻R2的一端連接三極管VTI的b極，另一端連接輸入電路地;電阻R4—端連接三極管VTl的e極，另一端連接輸入電路地;電阻R3—端連接三極管VTI的c極，另一端連接輸入電路電源正端VCC;電阻R5與電容C3并聯(lián)，然后一端連接三極管VTl的c極，另一端連接三極管VT2的b極；電阻R6—端連接三極管VT2的b極，另一端連接輸入電路地；電阻R7—端連接三極管VT2的c極，另一端連接輸入電路電源正端VCC;三極管VTl的e極與三極管VT2的e極相連;三極管VT2的c極作為施密特觸發(fā)門限電路的輸出端。
[0028]兩個(gè)三極管VT1、VT2耦合是采用電阻分壓和發(fā)射極耦合，并采用正反饋方式進(jìn)行工作，使得輸出翻轉(zhuǎn)時(shí)的輸入動(dòng)作電平和輸出向原始狀態(tài)恢復(fù)時(shí)的輸入動(dòng)作電平有所不同，即形成動(dòng)作的滯后電壓，完成輸入波形整形和避免振蕩。去除高頻干擾后的控制信號(hào)，從低通濾波器的輸出端輸出，引入施密特觸發(fā)門限電路的輸入端，施密特觸發(fā)門限電路對(duì)輸入的控制信號(hào)進(jìn)行整形，形成數(shù)字方波信號(hào)，并添加電壓窗口遲滯效應(yīng)，避免在臨界電壓點(diǎn)上形成振蕩。
[0029]1-3、微波信號(hào)源
[0030]微波信號(hào)源用于產(chǎn)生特定頻率的微波信號(hào)，輸出到調(diào)制器的輸入端，作為調(diào)制器的載波輸入信號(hào)，載波信號(hào)的頻率與后級(jí)的微帶耦合天線相匹配。調(diào)制器將微波信號(hào)源輸入的微波信號(hào)作為高頻載波信號(hào)，對(duì)由施密特觸發(fā)門限電路輸入的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生高頻調(diào)制波，從輸出端輸出。
[0031]1-4、調(diào)制器
[0032]調(diào)制器用于合成最終需通過(guò)天線隔離發(fā)送的信號(hào)，它有兩個(gè)輸入端;一個(gè)是控制信號(hào)輸入端，是需要隔離發(fā)送的有效信號(hào)；另一個(gè)是載波輸入端，它負(fù)責(zé)搭載有效控制信號(hào)進(jìn)行傳送。經(jīng)過(guò)濾波整形后的控制信號(hào)，從施密特觸發(fā)門限電路的的輸出端輸出，引入調(diào)制器的控制端，作為調(diào)制器的輸入控制信號(hào)，控制調(diào)制器的輸出。調(diào)制器輸出的高頻調(diào)制波，引入到功率放大器的輸入端。
[0033]1-5、功率放大器
[0034]功率放大器包括電阻1?8、1?9、1?10、1?11、1?12，電容04，高速集成運(yùn)算放大器1]2，微波功率三極管VT3。電阻R8的一端作為功率放大器的輸入端，另一端連接高速集成運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端；電阻R9的一端連接高速集成運(yùn)算放大器U2的正輸入端，另一端連接輸入電路地;電阻RlO的一端連接高速集成運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端，另一端連接高速集成運(yùn)算放大器U2的輸出端；電容C4連接高速集成運(yùn)算放大器U2的正、負(fù)電源端；電阻Rl I的一端連接高速集成運(yùn)算放大器U2的輸出端，另一端連接微波功率三極管VT3的b端；電阻R12的兩端分別連接微波功率三極管VT3的b、e端;微波功率三極管VT3的c端作為功率放大器的輸出端，驅(qū)動(dòng)微帶耦合天線的發(fā)射端天線。
[0035]功率放大器用于完成高頻調(diào)制波的功率放大，驅(qū)動(dòng)下級(jí)的微帶耦合天線的發(fā)射端天線，由微帶耦合天線的發(fā)射端天線進(jìn)行信號(hào)的隔離發(fā)送。功率放大器的第一級(jí)由高速集成運(yùn)算放大器U2及外圍電阻、電容組成反相放大器，對(duì)輸入的高頻調(diào)制波進(jìn)行前置放大，提高信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，并將信號(hào)電平調(diào)整到合適值;經(jīng)過(guò)前置放大的高頻調(diào)制波送入微波功率三極管VT3的控制端，由三極管VT3完成信號(hào)的功率放大，然后驅(qū)動(dòng)微帶耦合天線的發(fā)射端天線，完成信號(hào)的空間定向發(fā)送。
[0036]2、隔咼傳輸
[0037]微帶耦合天線包括發(fā)射端天線和接收端天線，形成微波隔離固態(tài)繼電器的隔離傳輸部分，用于完成信號(hào)的隔離傳送。微帶耦合天線的發(fā)射端天線完成信號(hào)的空間隔離發(fā)送，微帶耦合天線的接收端天線完成信號(hào)的空間接收。微帶耦合天線的發(fā)射端天線和接收端天線均由印制電路板上特定形狀的覆銅箔導(dǎo)電帶構(gòu)成，發(fā)射端天線覆銅箔導(dǎo)電帶完成信號(hào)的平面定向發(fā)射，接收端天線覆銅箔導(dǎo)電帶用于高效接收微帶耦合天線的發(fā)射端天線發(fā)送來(lái)的尚頻調(diào)制波。
[0038]3、輸出電路
[0039]如圖4所示，解調(diào)器、整流倍壓電路、功率管驅(qū)動(dòng)電路和功率管形成形成微波隔離固態(tài)繼電器的輸出電路部分，完成接收信號(hào)的解調(diào)、整流濾波、升壓和功率放大，最后驅(qū)動(dòng)功率管輸出信號(hào)。
[0040]3-1、解調(diào)器
[0041]解調(diào)器將接收到的高頻調(diào)制波由解調(diào)器完成信號(hào)解調(diào)，去掉高頻載波，還原出控制信號(hào)。
[0042]3-2、整流倍壓電路
[0043]整流倍壓電路包括電容05工6、07工8、09、(:10，雙二極管￥01、￥02、￥03。電容05的一端作為整流倍壓電路的輸入端，另一端連接雙二極管VDl的第3端；電容C7的兩端分別連接雙二極管VDl、VD2的第3端；電容C9的兩端分別連接雙二極管VD2、VD3的第3端；電容C6的兩端分別連接雙二極管VDl的第1、2端；電容C8的兩端分別連接雙二極管VD2的第1、2端；電容ClO的兩端分別連接雙二極管VD3的第1、2端;雙二極管VDl的第I端連接輸出電路地;雙二極管VDl的第2端與雙二極管VD2的第I端相連;雙二極管VD2的第2端與雙二極管VD3的第I端相連;雙二極管VD3的第2端作為整流倍壓電路的輸出端。
[0044]整流倍壓電路由電容和二極管構(gòu)成多級(jí)整流倍壓電路，對(duì)解調(diào)器還原出的控制信號(hào)進(jìn)行整流濾波，然后通過(guò)倍壓電路對(duì)整流濾波得到的低壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，產(chǎn)生符合要求的高電平信號(hào)。
[0045]3-3、功率管驅(qū)動(dòng)電路
[0046]功率管驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R13、R14、R15、R16、R17，電容C11，集成運(yùn)算放大器U3，穩(wěn)壓管VD4。電阻R13的一端作為功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，另一端連接集成運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端；電阻R14的一端連接集成運(yùn)算放大器U3的正輸入端，另一端連接輸出電路地；電阻R15的一端連接集成運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端，另一端連接集成運(yùn)算放大器U3的輸出端；電容Cll的兩端分別連接集成運(yùn)算放大器U3的正、負(fù)電源端；電阻R17與穩(wěn)壓管VD4并聯(lián);穩(wěn)壓管VD4的負(fù)端連接功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端，正端連接輸出電路地；電阻R16的一端連接集成運(yùn)算放大器U3的輸出端，另一端連接功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端。
[0047]功率管驅(qū)動(dòng)電路由集成運(yùn)算放大器U3及外圍電阻、電容組成反相放大器，對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行放大，提高信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力，并將信號(hào)電平調(diào)整到合適值，產(chǎn)生符合要求的功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)功率管動(dòng)作，輸出功率信號(hào)，驅(qū)動(dòng)輸出負(fù)載，完成輸出。
[0048]3-4、功率管
[0049]功率管為場(chǎng)效應(yīng)管或單個(gè)三極管或達(dá)林頓管。通過(guò)采用不同功率、不同種類的輸出功率管，搭配相應(yīng)的功率管驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)小功率、中功率到大功率的固態(tài)繼電器應(yīng)用。
[0050]實(shí)施例2:
[0051]一種多通道的微波隔離固態(tài)繼電器，如圖2所示，包括外殼以及設(shè)置在外殼內(nèi)的2路以上的微波隔離繼電單元。每一路微波隔離繼電單元的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。也就是說(shuō)，將多個(gè)單通道的微波隔離固態(tài)繼電器，共同組裝在同一個(gè)殼體中，便形成了多通道的微波隔離固態(tài)繼電器。通過(guò)對(duì)每個(gè)通道即每路微波隔離繼電單元采用不同的載波頻率并匹配不同頻率的微帶耦合天線，避免各通道間的信號(hào)干擾。各通道即不同的微波隔離繼電單元可裝備相同和/或不同的功率管。
[0052]上述微波隔離固態(tài)繼電器的運(yùn)行方法，包括如下步驟:
[0053]外部控制信號(hào)通過(guò)輸入連接器或管腳引入低通濾波器的輸入端，通過(guò)低通濾波器對(duì)輸入控制信號(hào)進(jìn)行低通濾波，去除控制信號(hào)中的高頻干擾；
[0054]去除高頻干擾后的控制信號(hào)，從低通濾波器的輸出端輸出，引入施密特觸發(fā)門限電路的輸入端，施密特觸發(fā)門限電路對(duì)輸入的控制信號(hào)進(jìn)行整形，形成數(shù)字方波信號(hào)，并添加電壓窗口遲滯效應(yīng)，避免在臨界電壓點(diǎn)上形成振蕩。
[0055]經(jīng)過(guò)濾波整形后的控制信號(hào)，從施密特觸發(fā)門限電路的的輸出端輸出，引入調(diào)制器的控制端，以控制調(diào)制器的輸出。
[0056]微波信號(hào)源用于產(chǎn)生特定頻率的微波信號(hào)，輸出到調(diào)制器的輸入端。
[0057]調(diào)制器將微波信號(hào)源輸入的微波信號(hào)作為高頻載波信號(hào)，對(duì)由施密特觸發(fā)門限電路輸入的控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生高頻調(diào)制波，從輸出端輸出。
[0058]調(diào)制器輸出的高頻調(diào)制波，引入到功率放大器的輸入端，功率放大器完成高頻調(diào)制波的功率放大，驅(qū)動(dòng)下級(jí)的微帶耦合天線的發(fā)射端天線，由微帶耦合天線的發(fā)射端天線進(jìn)行信號(hào)的隔離發(fā)送。
[0059]微帶耦合天線的接收端天線用于完成接收微帶耦合天線的發(fā)射端天線發(fā)送來(lái)的尚頻調(diào)制波。
[0060]接收到的高頻調(diào)制波由解調(diào)器完成信號(hào)解調(diào)，還原出有效控制信號(hào)。
[0061]整流倍壓電路對(duì)還原出的控制信號(hào)進(jìn)行整流濾波，然后通過(guò)倍壓電路對(duì)整流濾波得到的低壓信號(hào)進(jìn)行升壓處理，產(chǎn)生符合要求的高電平信號(hào)。
[0062]功率管驅(qū)動(dòng)電路對(duì)前級(jí)輸入的信號(hào)進(jìn)行功率放大，產(chǎn)生符合要求的功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)功率管動(dòng)作，輸出功率信號(hào)，驅(qū)動(dòng)輸出負(fù)載。
[0063]本實(shí)用新型采用微波隔離實(shí)現(xiàn)新型隔離方式的固態(tài)繼電器，以提高電氣隔離型固態(tài)繼電器的可靠性、安全性，提升在惡劣電磁及輻射環(huán)境條件下的抗干擾能力。微波隔離固態(tài)繼電器用于新一代軍用控制系統(tǒng)的信號(hào)隔離和功率控制，具有抗電磁及輻射干擾能力強(qiáng)、工作可靠性高、體積小重量輕等特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.微波隔離固態(tài)繼電器，包括繼電器本體，其特征是，所述繼電器本體由至少一路微波隔離繼電單元構(gòu)成;每路微波隔離繼電單元包括輸入電路和輸出電路，其中輸入電路和輸出電路之間通過(guò)微波方式實(shí)現(xiàn)電氣隔離。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波隔離固態(tài)繼電器，其特征是，每路微波隔離繼電單元包括低通濾波器、門限電路、微波信號(hào)源、調(diào)制器和功率放大器、解調(diào)器、整流倍壓電路、功率管驅(qū)動(dòng)電路、功率管和微帶耦合天線;其中微帶耦合天線包括發(fā)射端天線和接收端天線； 低通濾波器的輸入端接外部輸入控制信號(hào);低通濾波器的輸出端與門限電路的輸入端相連；門限電路的輸出端與調(diào)制器的控制端相連，微波信號(hào)源的輸出端與調(diào)制器的輸入端相連;調(diào)制器的輸出端與功率放大器的輸入端相連;功率放大器的輸出端與微帶耦合天線的發(fā)射端天線相連； 微帶耦合天線的接收端天線與解調(diào)器的輸入端相連;解調(diào)器的輸出端與整流倍壓電路的輸入端相連;整流倍壓電路的輸出端與功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端相連;功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與功率管的控制端相連;功率管的輸出端向外部輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波隔離固態(tài)繼電器，其特征是，低通濾波器包括電阻Rl，電容Cl、C2，以及運(yùn)算放大器Ul;電阻Rl的一端作為低通濾波器的輸入端，與外部輸入控制信號(hào)相連；電阻Rl與電容Cl串連，串連的中點(diǎn)與運(yùn)算放大器Ul的正輸入端相連；電容Cl的另一端與輸入電路地端相連;電容C2的兩端分別與運(yùn)算放大器Ul的電源正、負(fù)端相連;運(yùn)算放大器Ul的負(fù)輸入端與運(yùn)算放大器Ul的輸出端相連;運(yùn)算放大器Ul的輸出端作為低通濾波器的輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波隔離固態(tài)繼電器，其特征是，門限電路包括電阻R2-R7，電容C3，以及三極管VT1、VT2;三極管VTl的基極作為門限電路的輸入端；電阻R2的一端連接三極管VTl的基極，另一端連接輸入電路地端；電阻R4—端連接三極管VTl的發(fā)射極，另一端連接輸入電路地端;電阻R3—端連接三極管VTI的集電極，另一端連接輸入電路電源正端VCC;電阻R5與電容C3并聯(lián)，并聯(lián)后的一端連接三極管VT1的集電極，并聯(lián)后的另一端連接三極管VT2的基極;電阻R6—端連接三極管VT2的基極，另一端連接輸入電路地端；電阻R7—端連接三極管VT2的集電極，另一端連接輸入電路電源正端VCC;三極管VTl的發(fā)射極與三極管VT2的發(fā)射極相連;三極管VT2的集電極作為門限電路的輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波隔離固態(tài)繼電器，其特征是，功率放大器包括電阻R8-R12，電容C4，運(yùn)算放大器U2，以及微波功率三極管VT3;電阻R8的一端作為功率放大器的輸入端，另一端連接運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端；電阻R9的一端連接運(yùn)算放大器U2的正輸入端，另一端連接輸入電路地端；電阻RlO的一端連接運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端，另一端連接運(yùn)算放大器U2的輸出端；電容C4連接運(yùn)算放大器U2的正、負(fù)電源端；電阻Rll的一端連接運(yùn)算放大器U2的輸出端，另一端連接微波功率三極管VT3的基極；電阻R12的兩端分別連接微波功率三極管VT3的基極和發(fā)射極;微波功率三極管VT3的集電極作為功率放大器的輸出端。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波隔離固態(tài)繼電器，其特征是，整流倍壓電路包括電容C5-ClO，以及雙二極管VD1-VD3;電容C5的一端作為整流倍壓電路的輸入端，另一端連接雙二極管VDl的第三端；電容C7的兩端分別連接雙二極管VDl、VD2的第三端；電容C9的兩端分別連接雙二極管VD2、VD3的第三端；電容C6的兩端分別連接雙二極管VDl的第一、二端；電容C8的兩端分別連接雙二極管VD2的第一、二端；電容ClO的兩端分別連接雙二極管VD3的第一、二端;雙二極管VDl的第一端連接輸出電路地端;雙二極管VDl的第二端與雙二極管VD2的第一端相連;雙二極管VD2的第二端與雙二極管VD3的第一端相連;雙二極管VD3的第二端作為整流倍壓電路的輸出端。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波隔離固態(tài)繼電器，其特征是，功率管驅(qū)動(dòng)電路包括電阻R13-R17，電容Cll，運(yùn)算放大器U3，以及穩(wěn)壓管VD4;電阻R13的一端作為功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，另一端連接運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端；電阻R14的一端連接運(yùn)算放大器U3的正輸入端，另一端連接輸出電路地端；電阻R15的一端連接運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端，另一端連接運(yùn)算放大器U3的輸出端；電容Cll的兩端分別連接運(yùn)算放大器U3的正、負(fù)電源端；電阻R17與穩(wěn)壓管VD4并聯(lián);穩(wěn)壓管VD4的正端連接輸出電路地端，電阻R16的一端連接運(yùn)算放大器U3的輸出端，電阻R16的另一端與穩(wěn)壓管VD4的負(fù)端作為功率管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波隔離固態(tài)繼電器，其特征是，所述功率管為場(chǎng)效應(yīng)管、單個(gè)三極管和/或達(dá)林頓管。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波隔離固態(tài)繼電器，其特征是，當(dāng)微波隔離繼電單元為2路以上時(shí)，每路微波隔離繼電單元之間采用不同的載波頻率。
【文檔編號(hào)】H03K19/0175GK205725702SQ201620657580
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】陸玉芳, 黃敏, 陳春海, 柏元忠, 崔黎, 蔣端林, 寧艷艷
【申請(qǐng)人】桂林航天電子有限公司