数字式大功率低压直流智能固态继电器的制作方法

1.本实用新型涉及继电器领域。更具体地说，本实用新型涉及数字式大功率低压直流智能固态继电器。


背景技术：

2.目前整车空气加热器所匹配使用的继电器为机械式继电器，其触点易烧蚀粘连，造成加热器长时间通电而导致加热器电源线烧毁、加热器损坏，距离加热器较近的外围传感器由于温度过高而烧坏等故障现象。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供数字式大功率低压直流智能固态继电器，其开关速度快，抗干扰能力强，可有效解决传统继电器易粘连故障及寿命短的问题。同时该继电器内置有单片机，通过相关传感器所检测到的信息及逻辑控制程序，可实现工作状态自诊断、自我保护，以及与整车ecu通讯的功能。
4.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了数字式大功率低压直流智能固态继电器，包括：
5.固态继电器本体，其包括控制单元、驱动单元、电压保护单元、温度保护单元、信息反馈及通讯单元，控制单元分别与驱动单元、电压保护单元、温度保护单元、信息反馈及通讯单元连接，驱动单元与开关单元连接，所述电压保护单元处的电压传感器被配置为检测负载两端的电压，所述温度保护单元处的温度传感器被配置为检测固态继电器的工作温度。
6.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，还包括：
7.散热座，其设置在固态继电器本体的底部，散热座的顶部向下凹设有至少一个方形的凹槽，各个凹槽内均设置有一对弹片，一对弹片相对于凹槽的轴线对称设置，一对弹片的一端水平，且分别固定在与其对应的凹槽的两个槽壁上，另一端向着凹槽的轴线逐渐向下倾斜；
8.至少一个固定件，其与凹槽的数量相等，且一一对应，固定件设置在与其对应的凹槽中，各个固定件均包括：
9.限位块，其和与其对应的凹槽的四个槽壁相抵，且位于与其对应的一对弹片的上方，限位块的顶部与固态继电器本体的底部固定连接；
10.连接杆，其顶部与限位块的底部固定连接；
11.半球体，其球面和与其对应的凹槽的槽底相对并相抵，半球体的球心位于凹槽的轴线上，连接杆的顶部与半球体的顶面的中央固定连接，半球体的顶部的边缘具有两个圆弧面，两个圆弧面相对于凹槽的轴线对称设置，一对弹片分别和两个圆弧面一一对应，一对弹片的另一端分别和与其对应的圆弧面相抵，圆弧面和与其对应的弹片的另一端的末端的转动轨迹重合。
12.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述限位块为长方体形。
13.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述连接杆与限位块的底部的中央固定连接。
14.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，各根连接杆均为圆柱体形，且分别和与其对应的凹槽同轴设置，各根连接杆的外径分别和与其对应的一对弹片的另一端间的间距相同，圆弧面延伸至连接杆处。
15.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，各块限位块的顶部均和与其对应的凹槽的顶部齐平，固态继电器本体的底部与散热座的顶部相贴合。
16.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，各块弹片均和与其对应的凹槽的另外两个槽壁相隔一定距离。
17.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述散热座的顶部涂有一层导热硅脂。
18.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述凹槽有两个，两个凹槽间隔设置。
19.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述散热座包括顶板、底板和连接顶板和底板的连接板，连接板的两侧分别设置有多块散热片。
20.本实用新型至少包括以下有益效果：
21.本实用新型由于固态继电器的输入、输出间为电子器件，故开关速度快，抗干扰能力强，且体积小，耐振动冲击能力强，可有效解决传统继电器易粘连故障及寿命短的问题。同时该继电器内置有单片机，通过相关传感器所检测到的信息及逻辑控制程序，可实现工作状态自诊断、自我保护，以及与整车ecu通讯的功能，这些功能是机械式继电器或普通固态继电器难于实现的。
22.本实用新型的固态继电器本体和散热座通过固定件进行连接，在将两者进行连接时，使半球体挤压一对弹片，之后使一对弹片抵在半球体的顶部，使限位块卡在凹槽内，就能使固态继电器本体无法相对于散热座上下、水平移动，安装过程简单，且稳定性好。
23.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
24.图1是根据本实用新型一个实施例的固态继电器的控制系统的结构示意图；
25.图2是根据本实用新型一个实施例的固态继电器的控制电路图；
26.图3是根据本实用新型一个实施例的散热座的结构示意图；
27.图4是根据本实用新型一个实施例的凹槽的结构示意图；
28.图5是根据本实用新型一个实施例的固定件的结构示意图；
29.图6是根据本实用新型一个实施例的一对弹片被半球体挤压时的结构示意图；
30.图7是根据本实用新型一个实施例的一对弹片抵在半球体的顶部的结构示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
32.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.如图1和图2所示，本实用新型提供数字式大功率低压直流智能固态继电器，包括：
34.固态继电器本体1，其包括控制单元101、驱动单元102、电压保护单元103、温度保护单元104、信息反馈及通讯单元105，控制单元101分别与驱动单元102、电压保护单元103、温度保护单元104、信息反馈及通讯单元105连接，控制单元101通过信息反馈及通讯单元105与车载ecu连接，驱动单元102与开关单元106连接，所述电压保护单元103处的电压传感器被配置为检测负载两端的电压，所述温度保护单元104处的温度传感器被配置为检测固态继电器的工作温度。
35.本方案提供的数字式大功率低压直流智能固态继电器，在使用时，通过电压保护单元103处的电压传感器检测负载两端的电压，并将电压传感器所检测的电压信号转换成智能控制单元101所需要的信息后，传递至智能控制单元101，由智能控制单元101进行逻辑识别判断，并做出相应的保护处理。当电压超出某个设定范围时，智能控制单元101通过逻辑判断，不予触发开关单元106，并将电压低或高的信息反馈至ecu。通过温度保护单元104处的温度传感器检测固态继电器的工作温度信号，并将温度传感器所检测的温度信号转换成智能控制单元101所需要的信息后，传递至智能控制单元101，由智能控制单元101进行逻辑识别判断，并做出相应的保护处理。当检测到的继电器工作温度高于设定值时，智能控制单元101通过逻辑判断，断开开关单元106信号，关断负载电源，并将工作温度高的信息反馈至ecu。
36.该继电器可实现自我控制、自我保护，并协同整车ecu管理继电器工作，该继电器主要用于控制车载空气加热器的主电路的通断。
37.在另一种技术方案中，如图3至图7所示，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器，还包括：
38.散热座2，其设置在固态继电器本体1的底部，固态继电器本体1搁置在散热座2上，散热座2的顶部向下凹设有至少一个方形的凹槽201，各个凹槽201内均设置有一对弹片202，具体使用时，可使一对片体的一端分别和凹槽201的两个槽壁转动连接(铰接)，在片体和散热座2的槽壁之间设置弹性体(如压簧)，使得片体能被挤压，又能自动回位，或者弹片202直接采用可被挤压又能回位的片体，一对弹片202相对于凹槽201的轴线对称设置，一对弹片202的一端水平，且分别固定在与其对应的凹槽201的两个槽壁的中部上，另一端向着凹槽201的轴线逐渐向下倾斜；
39.至少一个固定件3，其与凹槽201的数量相等，且一一对应，固定件3设置在与其对应的凹槽201中，各个固定件3均包括：
40.限位块301，其和与其对应的凹槽201的四个槽壁相抵，且位于与其对应的一对弹
片202的上方，限位块301的顶部与固态继电器本体1的底部固定连接；
41.连接杆302，其顶部与限位块301的底部固定连接；
42.半球体303，其球面和与其对应的凹槽201的槽底相对并相抵，半球体303的球心位于凹槽201的轴线上，连接杆302的顶部与半球体303的顶面的中央固定连接；半球体303的顶部的边缘具有两个圆弧面3031，两个圆弧面3031相对于凹槽201的轴线对称设置，一对弹片202分别和两个圆弧面3031一一对应，一对弹片202的另一端分别和与其对应的圆弧面3031相抵，圆弧面3031和与其对应的弹片202的另一端的末端的转动轨迹重合。
43.固态继电器本体1和散热座2通过固定件3进行连接时，将半球体303与凹槽201相对，之后向下移动半球体303，使半球体303挤开一对弹片202，如图6所示，在一对弹片202被挤压至极限或张开最大后，使半球体303继续向下，弹片202转动至抵在半球体303的顶部，同时限位块301卡在凹槽201内，固态继电器本体1无法相对于散热座2上下、水平移动。具体使用时，可使弹片202抵在半球体303的顶部时，弹片202未受到挤压，即在整个过程中，弹片202由未受挤压到被挤压，再到被挤压至极限或张开最大，最后抵在半球体303的顶部。
44.如图5所示为弹片202未受挤压时的状态，如图6所示为弹片202被半球体303挤压至极限位置时的状态，如图7所示为弹片202抵在半球体303的顶部时的状态。
45.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述限位块301为长方体形，限位块301的四个侧壁与凹槽201的四个槽壁相贴合，弹片202抵在半球体303的顶部，使得固态继电器本体1无法相对于散热座2上下、水平移动。
46.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述连接杆302与限位块301的底部的中央固定连接。
47.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，各根连接杆302均为圆柱体形，且分别和与其对应的凹槽201同轴设置，各根连接杆302的外径分别和与其对应的一对弹片202的另一端间的间距相同，圆弧面3031延伸至连接杆302处，即连接杆302刚好能穿过一对弹片202的另一端，在一对弹片202的另一端分别和与其对应的圆弧面3031相抵时，连接杆302卡在一对弹片202的另一端之间。
48.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，各块限位块301的顶部均和与其对应的凹槽201的顶部齐平，固态继电器本体1的底部与散热座2的顶部相贴合。
49.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，各块弹片202均和与其对应的凹槽201的另外两个槽壁相隔一定距离，使得弹片202在转动时，不受另外两个槽壁的影响。
50.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述散热座2的顶部涂有一层导热硅脂，导热硅脂既具有优异的电绝缘性，又具有优异的导热性。
51.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述凹槽201有两个，两个凹槽201间隔设置。
52.在另一种技术方案中，所述的数字式大功率低压直流智能固态继电器中，所述散热座2包括顶板、底板和连接顶板和底板的连接板，连接板的两侧分别设置有多块散热片。
53.固态继电器各功能单元介绍如下：
54.1、多功能数字智能控制单元
55.该单元是整个智能固态继电器的核心，是所有信息的收集、处理中心，根据提前写入的逻辑控制程序实时接收ecu指令进行工作。结合其他功能单元，通过内置程序实时检测相关工作参数，实现工作状态自诊断、自我保护的功能；通过信息反馈及通讯单元实现与整车ecu的通讯及数据读取与写入。
56.2、驱动单元
57.接收智能控制单元所发出的指令，以驱动开关单元动作。
58.3、开关单元
59.接收来自驱动单元的信号，实现负载电源的接通与断开。
60.4、电压保护单元
61.通过此处设置的电压传感器，可检测负载两端的电压，将电压传感器所检测的电压信号转换成智能控制单元所需要的信息，传递至智能控制单元，由智能控制单元进行逻辑识别判断，做出相应的保护处理。
62.当电压超出某个设定范围时，智能控制单元通过逻辑判断，不予触发开关单元，并发出电压低或电压高的信息反馈至ecu。
63.5、温度保护单元
64.通过此处设置的温度传感器，可检测智能固态继电器的工作温度信号，由温度保护单元将将温度传感器所检测的温度信号转换成智能控制单元所需要的信息，传递至智能控制单元，由智能控制单元进行逻辑识别判断，做出相应的保护处理。
65.当检测到的继电器工作温度高于设定值时，智能控制单元通过逻辑判断，断开开关单元信号，关断负载电源，并发出工作温度高的信息反馈至ecu。
66.6、信息反馈及通讯单元
67.该单元是实现智能继电器与车载ecu间的通讯接口，将智能控制单元的报文信息通过lin通信方式上传至ecu；同时将ecu的指令下达给智能控制单元，实现继电器既有的工作模式。除此之外，在没有lin接口的车型上，本单元还具备开关量通讯接口，可以通过开关量信号实时控制智能继电器的开通与关闭。
68.在实现上述功能的前提下，由于选用了场效应管，存在通态压降，加热器通电后工作电流相对较大，就造成固态继电器发热量大，增设有散热装置。
69.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。