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大功率光耦继电器又有什么不同?

更新时间  2021-07-16 14:51:16深圳市克里雅半导体有限公司阅读
大功率光耦继电器又有什么不同?


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最大电弧,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。


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