CN218918862U - 固态继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及固态继电器，包括基座、散热基板、具有电子元件的线路板、功率器件、输入端子和输出端子、上盖，线路板靠近输出端子的一侧侧边与基座内壁之间形成穿槽；输出端子具有输出导电连接件，输出导电连接件具有固定在基座上的第一连接部和用于与功率器件连接的第二连接部；功率器件包括导电桥臂，导电桥臂具有固定在散热基板的安装板和位于安装板一侧的用于与输出端子连接的第三连接部；第二连接部位于第三连接部一侧且两者之间焊接形成电连接，且焊接后的第二连接部和第三连接部所形成的连接结构穿过穿槽。本实用新型将输出端子与功率器件之间直接进行焊接连接，避开线路板，负载电流不经过线路板，线路板温升低，延长电子元件的寿命。

Description

固态继电器

技术领域

本实用新型涉及一种固态继电器。

背景技术

固态继电器是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件。固态继电器典型地包括外壳、散热基板、具有电子元件的电路板、功率器件(例如三端双向可控硅(TRIAC))、两个输入端子和两个输出端子。其中，散热基板与功率器件相接触从而将功率器件所产生的热量传导到外壳的外部。固态继电器可以用输入端的微小控制信号驱动输出端的大电流负载。目前，常见的一种固态继电器的接线端子是在壳体的两端设置接线柱，可控硅的引脚和接线柱之间的固定连接方式是需要将可控硅的引脚弯折贴合在电路板上后，再用焊锡将引脚和接线柱焊接在一起，这种固定连接方式的缺陷在于：负载电流是通过线路板形成电流回路，线路板温升比较高，影响电子元件的寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种固态继电器。

本实用新型所采取的技术方案如下：一种固态继电器，包括基座、散热基板、具有电子元件的线路板、功率器件、输入端子和输出端子、上盖，所述散热基板固定在基座底部，所述功率器件固定在散热基板上，所述线路板设置在基座内以及位于功率器件上方，所述输入端子和输出端子设置在基座上端且分别与线路板和功率器件电连接，所述功率器件与线路板电连接，

所述线路板靠近输出端子的一侧侧边与基座内壁之间形成穿槽；

所述输出端子具有输出导电连接件，所述输出导电连接件具有固定在基座上的第一连接部和用于与功率器件连接的第二连接部；

所述功率器件包括导电桥臂，所述导电桥臂具有固定在散热基板的安装板和位于安装板一侧的用于与输出端子连接的第三连接部；

所述第二连接部位于第三连接部一侧且两者之间焊接形成电连接，且焊接后的第二连接部和第三连接部所形成的连接结构穿过穿槽。

所述第三连接部相对第二连接部垂直，所述第二连接部相对第一连接部垂直，所述第二连接部位于第三连接部的一侧且两者之间形成焊接腔。

所述第二连接部相对第一连接部向上延伸，所述第三连接部位于第二连接部远离第一连接部的一侧。

所述第二连接部靠近第三连接部的一侧设有凸齿纹路。

所述安装板上向上延伸形成第一插脚，所述线路板上对应设有供第一插脚穿过的插槽。

所述功率器件包括两个相隔一定间距设置的导电桥臂、分别固定在两个导电桥臂上的两个可控硅芯片、分别用于连接一个可控硅芯片和另一个导电桥臂的两个桥架，两个可控硅芯片的门极通过引线与线路板连接。

所述桥架两端分别设有通孔。

所述散热基板为铝基板，其包括铝板、设置在铝板外层的绝缘层、固定在绝缘层上的铜箔层，所述功率器件固定在铜箔层上。

所述基座上对应安装输入端子和输出端子的位置铰接有保护盖。

所述线路板上方设有工作指示灯，所述上盖上设有与工作指示灯配合的导光柱。

本实用新型的有益效果如下：相比现有技术输出端子与功率器件的引脚均焊接在线路板的方式，本实用新型将输出端子与功率器件之间直接进行焊接连接，避开线路板，负载电流不经过线路板，线路板温升低，延长电子元件的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。

图1为本实用新型一种实施例的***视图；

图2为本实用新型一种实施例隐藏上盖和保护盖后的结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例中输出导电连接件与功率器件连接结构的示意图；

图4为本实用新型一种实施例中导电桥臂的示意图；

图5为本实用新型一种实施例中输出导电连接件的结构示意图；

图6为本实用新型一种实施例中线路板的结构示意图；

图7为本实用新型一种实施例中桥架的结构示意图；

图8为本实用新型一种实施例中散热基板的结构示意图；

图中，1，基座；2，散热基板；201，铝板；202，铜箔层；3，线路板；301，插槽；4，功率器件；401，导电桥臂；4011，安装板；4012，第三连接部；4013，第一插脚；402，可控硅芯片；403，桥架；4031，通孔；5，输入端子；501，输入导电连接件；502，第一螺柱；6，输出端子；601，输出导电连接件； 6011，第一连接部；6012，第二连接部；6013，凸齿纹路；602，第二螺柱；7，上盖；8，保护盖；9，工作指示灯；10，导光柱。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是 为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二” 仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再 一一说明。

本实用新型所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型，而非对本实用新型保护范围的限制。

一种固态继电器，如图1所示，包括基座1、散热基板2、具有电子元件的线路板3、功率器件4、输入端子5和输出端子6、上盖7、保护盖8。所述散热基板2固定在基座1底部，所述功率器件4固定在散热基板2上，所述线路板3设置在基座1内以及位于功率器件4上方，上盖7固定在基座1上方封闭基座1内腔，所述输入端子5和输出端子6设置在基座1上端且分别与线路板3和功率器件4电连接，所述功率器件4与线路板3电连接。

其中，功率器件4为可控硅组件，具体包括两个相隔一定间距设置的导电桥臂401、分别固定在两个导电桥臂401上的两个可控硅芯片402、分别用于连接一个可控硅芯片402和另一个导电桥臂401的两个桥架403，两个可控硅芯片402的门极通过引线与线路板3连接。

其中，输入端子5由输入导电连接件501、第一螺柱502组成，输出端子6由输出导电连接件601、第二螺柱602组成，输入端子5和输出端子6分别位于线路板3的两侧。

如图2所示，所述线路板3靠近输出端子6的一侧侧边与基座1内壁之间形成穿槽；如图3-5所示，所述输出导电连接件601具有固定在基座1上的第一连接部6011和用于与功率器件4连接的第二连接部6012；所述导电桥臂401具有固定在散热基板2的安装板4011和位于安装板4011一侧的用于与输出端子6连接的第三连接部4012；

所述第二连接部6012位于第三连接部4012一侧且两者之间焊接形成电连接，且焊接后的第二连接部6012和第三连接部4012所形成的连接结构穿过穿槽。

这样设置，功率器件4的导电桥臂401与输出端子6的输出导电连接件601直接焊接，焊接位置避开线路板3，负载电流不经过线路板，线路板温升低，延长电子元件的寿命。

进一步的，如图4所示，所述第三连接部4012相对第二连接部6012垂直，如图5所示，所述第二连接部6012相对第一连接部6011垂直，所述第二连接部6012位于第三连接部4012的一侧且两者之间形成焊接腔。这样设置，第二连接部6012与第三连接部4012方便通过点焊焊接。点焊是一种高速、经济的连接方法，焊接时，先把焊件表面清理干净，再把被焊的板料搭接装配好，压在两柱状铜电极之间，施加压力P压紧，如图2所示。当通过足够大的电流时，在板的接触处产生大量的电阻热，将中心最热区域的金属很快加热至高塑性或熔化状态，形成一个透镜形的液态熔池。继续保持压力P，断开电流，金属冷却后，形成了一个焊点。

进一步的，所述第二连接部6012相对第一连接部6011向上延伸，所述第三连接部4012位于第二连接部6012远离第一连接部6011的一侧。这样设置，组装时，可以先分别将导电桥臂401固定在散热基板2上以及将输出导电连接件601装配在基座1上，然后通过点焊进行焊接，如图2所示，具有充分的操作空间进行点焊作业，否则，需要先将导电桥臂401与输出导电连接件601焊接连接，然后进行装配，生产成本会明显提升。

进一步的，如图5所示，所述第二连接部6012靠近第三连接部4012的一侧设有凸齿纹路6013。凸齿纹路6013的设置可以增加焊接点的数量，提高焊接强度。

如图4所示，所述安装板4011上向上延伸形成第一插脚4013，如图6所示，所述线路板3上对应设有供第一插脚4013穿过的插槽301。第一插脚4013与第三连接部4012均位于安装板4011同一侧，且两者相隔一定距离，这样焊接第一插脚4013与线路板3时，不会焊至第三连接部4012。

如图7所示，所述桥架403两端分别设有通孔4031。通孔4031的作用是加锡膏，保证锡膏量，焊接更牢固。

所述散热基板2为铝基板，其包括铝板201、设置在铝板201外层的绝缘层、固定在绝缘层上的铜箔层202，所述功率器件4固定在铜箔层202上。铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，一般单面板由三层结构所组成，分别是电路层(铜箔)、绝缘层和金属基层，功率器件表面贴装在电路层，器件运行时所产生的热量通过绝缘层快速传导到金属基层，然后由金属基层将热量传递出去，从而实现对器件的散热。铝基板能够将热阻降至最低，使铝基板具有极好的热传导性能；与厚膜陶瓷电路相比，它的机械性能又极为优良。

所述保护盖8位于所述基座1上对应安装输入端子5和输出端子6的位置且与基座1铰接连接，需要接线时打开，不需要接线时关闭起保护作用。

所述线路板3上方设有工作指示灯9，所述上盖7上设有与工作指示灯9配合的导光柱10。

本实施例的生产过程与目前市场上的固态继电器的生产过程不同，具体的过程如下：

（1）通过定位夹具固定，在散热基板2上焊锡膏；

（2）将两个导电桥臂401放置在散热基板2上，在导电桥臂401上焊锡膏；放置可控硅芯片402，放置桥架403，在桥架403上焊锡膏；通过恒温加热完成锡焊；

（3）安装基座1；

（4）安装输出导电连接件601，对第二连接部6012与第三连接部4012进行点焊作业使两者焊接为一体；

（5）注入硅胶，固化后再注入一层环氧树脂，固化；

（6）安装线路板3；

（7）安装输入导电连接件501；

（8）锡焊连接输入导电连接件501与线路板3使两者可导电连接以及锡焊连接第一插脚4013与线路板3使两者可导电连接；

（9）安装上盖7；

（10）安装第一螺柱502和第二螺柱602；

（11）安装导管柱10；

（12）安装保护盖8；

（13）包装。

本实施例的生产过程与目前市场上的固态继电器的生产过程主要区别在于：本实施例先焊接输出导电连接件601和导电桥臂401，然后在安装线路板3，使负载电路不经过线路板3，现有技术为依次安装功率器件4、线路板3、输出导电连接件601，然后通过锡焊形成电连接。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种固态继电器，包括基座（1）、散热基板（2）、具有电子元件的线路板（3）、功率器件（4）、输入端子（5）和输出端子（6）、上盖（7），所述散热基板（2）固定在基座（1）底部，所述功率器件（4）固定在散热基板（2）上，所述线路板（3）设置在基座（1）内以及位于功率器件（4）上方，所述输入端子（5）和输出端子（6）设置在基座（1）上端且分别与线路板（3）和功率器件（4）电连接，所述功率器件（4）与线路板（3）电连接，其特征在于：

所述线路板（3）靠近输出端子（6）的一侧侧边与基座（1）内壁之间形成穿槽；

所述输出端子（6）具有输出导电连接件（601），所述输出导电连接件（601）具有固定在基座（1）上的第一连接部（6011）和用于与功率器件（4）连接的第二连接部（6012）；

所述功率器件（4）包括导电桥臂（401），所述导电桥臂（401）具有固定在散热基板（2）的安装板（4011）和位于安装板（4011）一侧的用于与输出端子（6）连接的第三连接部（4012）；

所述第二连接部（6012）位于第三连接部（4012）一侧且两者之间焊接形成电连接，且焊接后的第二连接部（6012）和第三连接部（4012）所形成的连接结构穿过穿槽。

2.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于：所述第三连接部（4012）相对第二连接部（6012）垂直，所述第二连接部（6012）相对第一连接部（6011）垂直，所述第二连接部（6012）位于第三连接部（4012）的一侧且两者之间形成焊接腔。

3.根据权利要求2所述的固态继电器，其特征在于：所述第二连接部（6012）相对第一连接部（6011）向上延伸，所述第三连接部（4012）位于第二连接部（6012）远离第一连接部（6011）的一侧。

4.根据权利要求3所述的固态继电器，其特征在于：所述第二连接部（6012）靠近第三连接部（4012）的一侧设有凸齿纹路（6013）。

5.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于：所述安装板（4011）上向上延伸形成第一插脚（4013），所述线路板（3）上对应设有供第一插脚（4013）穿过的插槽（301）。

6.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于：所述功率器件（4）包括两个相隔一定间距设置的导电桥臂（401）、分别固定在两个导电桥臂（401）上的两个可控硅芯片（402）、分别用于连接一个可控硅芯片（402）和另一个导电桥臂（401）的两个桥架（403），两个可控硅芯片（402）的门极通过引线与线路板（3）连接。

7.根据权利要求6所述的固态继电器，其特征在于：所述桥架（403）两端分别设有通孔（4031）。

8.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于：所述散热基板（2）为铝基板，其包括铝板（201）、设置在铝板（201）外层的绝缘层、固定在绝缘层上的铜箔层（202），所述功率器件（4）固定在铜箔层（202）上。

9.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于：所述基座（1）上对应安装输入端子（5）和输出端子（6）的位置铰接有保护盖（8）。

10.根据权利要求1所述的固态继电器，其特征在于：所述线路板（3）上方设有工作指示灯（9），所述上盖（7）上设有与工作指示灯（9）配合的导光柱（10）。

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