松下光耦继电器在实际应用中的优势特点!-华南微半导体

作者:国产光耦选型工程师来源:华南微半导体

    松下提供广泛的光电继电器,用于电信,测量,安全设备和工业控制。显然,光电继电器不同于传统的机电继电器,但它也有别于其他开关解决方案,利用光耦合器和半导体本身。本应用说明描述了光电继电器的结构,它不同于其他类型的开关设备。


    光电继电器的结构如图所示。输入引脚连接到发光二极管。此LED位于继电器的上部,如果有电流流过,它将开始发出红外光。在LED下方,有一个太阳能电池阵列集成在光电设备中,距离LED至少0.4毫米。


    光发射器和检测器模制在半透明树脂中,使得光能够通过,并且在输入侧和输出侧之间提供介质屏障。通过在光电器件中集成一个电阻器和一个MOSFET,它作为一个控制电路来切换功率MOSFET,从而切换负载电路。这些DMOS晶体管是源极耦合的,因此提供双向开关能力。


    继电器的示意图可以很容易地说明部件的连接。如果约3毫安的电流流过LED,它就会发光。这种光被太阳能电池探测到,在电池阵列上产生大约10伏的电压降。驱动电路控制光电压,从而控制晶体管切换输出。


    通过在光电器件中添加更多的太阳能电池,继电器的工作电流可以进一步降低,最高可降低0.5毫安。通过为输出端选择不同的晶体管,可以提供一系列继电器。因此,我们将更仔细地研究DMOSFET输出晶体管,它与集成电路中使用的标准mosfet有很大的不同。它有一个垂直的沟道结构,源极和漏极放置在晶圆对面,如图3所示。因此,可以为源极和漏极区域提供更多空间,并且可以提高额定电流。


    在DMOSFET的设计过程中,击穿电压、导通电阻和MOSFET的容量相互影响。例如,将击穿电压提高到600伏需要一个大的、略掺杂的漏区。这将减少容量,但增加晶体管的导通电阻约70Ω.如果阻力降到几米Ω,漏区的变化导致晶体管容量增大,击穿电压降低。


    这种相互作用以两种方式影响继电器的特性:


    1.在开关操作期间,DMOSFET的容量必须被充电和放电,从而影响开关速度(20μ最长5毫秒)。


    2.由于封装类型的最大功耗对通电阻的影响,低负载电压类型可以承载更高的负载电流(60V/0.4A),反之亦然(600V/50mA)。

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    理解光电继电器的接触行为的另一个重要点是DMOSFET与漏极和源极连接的本征体漏二极管。因此,单个晶体管只能切换直流电压,因为如果极性反转,二极管将变为正向偏置。使用光电继电器切换交流电压需要两个源耦合的DMOSFET。通过并联交流继电器的两个输出晶体管,允许的直流电流可以增加到5A。由于DMOSFET的特性和由此产生的连接可能性,继电器可用于多种应用。有关特定光电继电器确切行为的详细信息可从其数据表中获得。然而,与机电继电器和其他半导体解决方案相比,优势适用于所有类型的光电管:


    •低控制电流


    •控制小型模拟信号


    •低泄漏电流


    •使用寿命内的稳定导通电阻


    •使用寿命极长


    •小尺寸


    •无优先职位


    •高振动和抗冲击性


    •无弹跳和开关噪音


    由于各种各样的光电继电器,它们适用于许多应用。它们可用于通信和测量设备,用于I/O信号的切换和多路复用,控制小型电机或电源,以及控制来自微控制器的各种信号。


    华南微半导体是专业的LED光电控制器件、光电耦合器、光MOS继电器、LED外延芯片的高新设计创新型企业,总部位于广东省深圳市南山区高新技术园区内,并在杭州、上海和香港设有研发中心和销售服务支持中心。公司专注于为客户提供高效能、低功耗、低阻值、低电容等各类特殊应用的光电耦合器产品,并可根据客户需要,为客户提供定制类的产品设计及生产,使客户的产品更具有市场竞争优势。本司的高低压继电器光耦具有在行内领先的研发实力,成功设计并量产了60V、400V、600V等不同负载电压、各种负载电流光电耦合继电器,广泛应用于家用电器、智能电网、工业测控、5G通信、工控设备等领域。

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