JGD24-5固体式限时保护继电器的设计方案

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。

　　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：

　　式中， Vcep为集-射极间的尖峰电压， 单位为V; Vcc为负载电源电压， 单位为V; L 为主电路和引线电路电感之和， 单位为H; di/dt 为MOSFET集电极电流变化速率， 单位为A/s.

　　由此可见， 在大电流、关断速度很快时， 尖峰更大。因此， 在输出电路中增加吸收电路对MOSFET进行保护。VRC 吸收电路中R、C 由下式进行计算：

　　4 结束语

　　本文介绍了固体式限时保护继电器的电路设计， 并详细介绍了输入电路设计、延时滤波电路设计、限时保护电路设计、隔离电路设计、驱动电路设计、串联输出电路设计， 并经过技术攻关， 研制出JGD24 -5 型固体式限时保护继电器。经试验验证， 其各项技术指标均达到了该方案的设计要求。