【腾恩科技】光继电器与机械继电器的特点比较

2018-07-30 13:47:33 发表

【腾恩科技】

一、光继电器的优势

光继电器与机械继电器特性比较

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1.  安装面积小型化

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我们有一系列小封装产品,例如采用SO6VSON封装的产品。用光继电器替代可极大地促进设备的小型化设计

  2.高可靠性(长寿命)

光继电器通过光敏二极管阵列接收LED光线,将其转换成MOSFET驱动电压来工作。这种继电器由于没有机械触点,因此没有机械继电器磨损造成的劣化(触点数量没有限制,并且免维护)。


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  3.小输入电流/低电压驱动

由于输入侧所用LED是由电流驱动的,并且输出端导通所需输入电流(触发LED电流,I FT )只有35mA(最大值),因此使用一节小电池甚至就可以驱动光继电器。在设计IF规格时需要考虑LED的使用寿命。

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  4.优异的开关特性(高速、低噪声)

由于光继电器在输入侧采用了LED,在输出侧采用了MOSFET,因此不存在由反电动势或回跳引起的噪声。它也不会产生类似机械继电器的接触声。

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  5.热开关支持

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机械继电器使用在热开关情况时寿命较短。只要保持不超过最大额定值,光继电器可以使用在热开关或冷开关情况。机械继电器的情况下,由于热开关施加电压,电流在触点闭合瞬间流动,触点容易磨损。此外,当开关断开时,电流中断会产生电弧,因此寿命缩短。近年来,机械继电器和干簧继电器的替换正在加速。

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  二、术语

机械继电器与光继电器电气特性比较

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  术语1

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  绝对最大额定值:工作期间即使是瞬间也不能超过的最大值

  术语2

  电气特性

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  术语3

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  推荐工作条件:实现器件预期性能的设计指南。有必要根据客户的使用条件进行详细设计。

  关键特性

  1、导通电阻(R(on))

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   ・等效于机械继电器的触点电阻

   ・光继电器输出侧的I-V特性如图1所示。I-V曲线越陡,R ON 越小。

   ・R(on)V(off)是权衡关系:R(on)和功耗随V(off)增加而增加,反之亦然。

   ・R(on)随环境温度而改变(图2)。

   ・请在您的设计中考虑足够的V(o)裕量。最好在这个V(off)范围内选择R(on)最小的光继电器。

   ・R ON 随环境温度而增加,从而造成功耗增加。

   ・功耗增加产生的热量是造成芯片毁坏的一个原因。当在高温下使用光继电器时,请确保保持在最大电流额定值内。

  2、输出电容(C(off))

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   ・LED没有电流输入(MOSFET关断)时,输出电容是MOSFET输出引脚之间的静电电容。在非导通状态下,交流信号通过该电容泄漏。

   ・交流电路中的电流阻碍称为阻抗。在直流电路中,其被称为电阻。静电电容的阻抗随着频率变高和静电电容变大而变小—也就是说电流更容易流动。

   ・LED关闭时,最好在输出侧具有较小漏电流。较低的静电电容有助于限制该漏电流(特别是在高频处)。

  3、开关时间(T(on)T(off)

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   ・标准产品的开关时间范围为0.2ms~2.0ms,尽管不同产品可能有所不同。

   ・输入电流较大意味着LED发射强度较高,从而使开关时间变快。

   ・随着环境温度升高,LED发射强度与PDA性能一起下降,从而使开关时间增加。

  4、低C×R

  当用半导体器件来中继原始输入高速(>MHz)方波信号时,可观察到波形失真。

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  高频特性更好、测试波形再现更准确。

  5LED寿命估算

  LED劣化率随输入电流和时间而变化。

  LED寿命估计是基于从小批量采集的LED长期数据,因此只能用于参考。

  F50%寿命:发生50%累计故障的预计寿命。其是平均光输出变化(AVG)的预计长期光输出劣化曲线达到失效标准的时间段。

  F0.1%寿命:发生0.1%累计故障的预计寿命。其是预计长期光输出劣化曲线AVG-3σ达到失效标准的时间段。

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  三、光继电器数据手册示例

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TLP240J(TP1,F SPST-NO(1 Form A)
TLP240JF SPST-NO(1 Form A)
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TLP241AF(TP4,F SPST-NO(1 Form A)
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TLP296G(TA,TP1) SPST-NO(2 Form A)
TLP296G(TA,TP1,F) SPST-NO(2 Form A)

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