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JGD24 -5型固体式限时保护继电器的设计方案

2013-09-21 07:20
默菲
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  3.6串联输出电路的设计

  输出电路包括功率场效应管、串联保护回路和吸收电路。

  ⑴功率场效应管的选择

  功率场效应管是限时保护继电器的核心部件,选择合适的功率场效应管是设计成功的关键。本产品中的功率器件可选用的类型主要有功率场效应管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、双极晶体管和达林顿晶体管。MOSFET耐压高,输出电流大,漏电流小,导通管压降低,驱动功率小,体积小,故作为限时保护继电器的功率器件比较合理。

  根据限时保护继电器的应用特点,应选用低电压降型的MOSFET.功率器件的类型确定以后,具体型号的选择可根据额定输出电压、额定输出电流、输出电压降、体积及市场情况,遵循以下原则:

JGD24 -5 型固体式限时保护继电器的设计方案

  以24V5A限时保护继电器为例,功率器件选用耐压250V、电流46A的MOSFET.

  ⑵串联保护回路的设计

  根据图9的电路原理图所示,通过电磁继电器K与功率场效应管Q1串联,当限时保护继电器不工作时,电磁继电器K的触点断开,功率场效应管的两端无电压。因此,发动机系统产生的电磁干扰不会对功率场效应管Q1产生影响;当限时保护继电器加电工作时,电磁继电器的吸合时间为10ms,而功率场效应管的吸合时间为延时滤波时间200ms,因此,吸合时电磁继电器K在不带电的情况下先吸合;当限时保护继电器断电时,由于功率场效应管的关断时间快,为2.5ms,因此,关断时电磁继电器K在不带电的情况下后关断,通过此电路设计,可确保电磁继电器不会出现带电切换的情况,即不会出现电弧情况,可确保电磁继电器K稳定工作。

JGD24 -5 型固体式限时保护继电器的设计方案

  ⑶吸收电路

  限时保护继电器在关断时产生的干扰电压峰值较高,因此,在输出电路中增加吸收电路对功率场效应管Q1进行保护,本电路中采用VRC吸收电路。其中,V12为快恢复二极,管R15为功率电阻,C6为高频无感电容。Q1导通时,V12反偏,C6通过R15放电,R消耗能量并限制放电电流;Q1关断时,C6通过V12吸收干扰电压,使Q1的尖峰电压不会过高。

  Q1在关断时产生的干扰电压较高,可由下式进行计算:

JGD24 -5 型固体式限时保护继电器的设计方案

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