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大功率光耦继电器与传统继电器的不同点!-先进光半导体

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发表时间:2021-12-27 15:18作者:光耦选型工程师

    典型的光耦合器继电器由以下部分组成:输入LED光耦合到光电二极管阵列(PDA)控制电路和用作输出的两个功率MOSFET器件。当LED工作时,PDA会将光转换为电流和电压来驱动电源输出上的MOSFET。


    一旦达到一定的触发电流,中间控制电路负责安全可靠地导通和关断输出MOSFET。MOSFET依次反向串联,可以同时在直流和交流之间切换。光耦继电器的优点光耦继电器完全由半导体材料制成,没有活动部件,因此特别适合需要担心封装尺寸、功耗或运行速度的应用。


    在机械继电器中,闭合时产生的动能触点会使被操作的触点弹跳。这会导致触点断开和典型的电弧现象。波动的接触电阻和电磁电路可能是噪音。另一方面,光电继电器可确保无反弹运行且不受电磁干扰(EMI)。此外,机械EMR中的部件对开关施加了自然的速度限制:闭合触点需要2到3毫秒。


    另一方面,光耦继电器不受这些限制-它们可以在1毫秒以下很好地切换。光耦继电器中没有运动部件。继电器还具有更好的抗冲击性和抗振动性。对于EMR,限量已经达到30g。虽然光耦继电器并非完全完好无损,但在中等温度和额定范围下工作时,可靠的开关几乎可以无限期地延长结温。同样,不会发生机械磨损,这进一步延长了光耦继电器的开关寿命。这种类型的半导体继电器的物理特性也允许异常高的隔离电压高达5000Vac,而类似的信号继电器在2000vac时达到其极限。


    比如光耦继电器与之相比不用担心电弧,开关电压提高了EMR的十多倍,从200V提高到2000V以上。由于它们可以在交流和直流之间切换,因此它们特别灵活。光耦继电器还具有以下优点:能耗和封装尺寸。由于LED所需的输入电流较低,因此标准配置的功耗约为10mW。功率小于5mW的特别敏感的产品也可用于指定应用。虽然EMR只出现在DIP中,但光耦继电器可以减少到VSSOP甚至TSON封装以实现低电流器件——这在板空间有限的情况下是一个很大的优势。


    这种具有增加的耗尽区的pin型PDA降低了pn结的电容。因此,它可以以比标准pn二极管更大的电流产生相同数量的光。在发生饱和之前,电流与光的入射呈线性关系。但是,需要几个光电二极管才能达到MOSFET栅极的阈值电压。在一个标准的光耦继电器中,15个单节电池(每个1mm×1mm)组合成一个单元,8V和2个完全导通。5μAMOSFET。控制电路光耦继电器内部控制电路的主要功能继电器是避免输出MOSFET处于中间或线性工作状态,并尽可能模仿两个EMR的运行状态。


    控制电路包括一个并联的常开晶体管(驱动晶体管),用于输出MOSFET的栅漏电容。电阻与常开MOSFET的栅极晶体管串联。使用这种配置,栅极电压在积累足够的电流达到饱和之前不会达到阈值,并且只有当LED输入电流达到一定水平(LED输入电流)时才会切换MOSFET。一个常数向输出MOSFET的栅极施加7.5V的电压以保持它们饱和。一旦PDA不再产生电流,晶体管将返回导通状态,迅速降低栅极电压并在不到一毫秒的时间内关闭MOSFET。


    先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立,以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品,研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业,先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线,具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于:蓄电系统.智能电表.自动检测设备.电信设备.测量仪器.医疗设备.通信设备.PC端.安防监控.O/A设备.PLC控制器.I/O控制板等,依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势,先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕,逐步提升产品的技术附加值,扩充技术含量更高的产品线。


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