介绍

自晶体管发明之前，继电器就被用作开关。从低压信号安全控制高压系统的能力，如隔离电阻监测，是许多汽车系统开发所必需的。虽然机电继电器和接触器的技术多年来不断改进，但对于设计人员来说，实现其使用寿命可靠性和快速开关速度以及低噪声、冲击振动和低功耗的目标仍然具有挑战性。

固态继电器（SSR）具有性能和成本优势，并针对不同级别的隔离进行了分级，无论是基本隔离还是增强隔离。与机电继电器和固态光继电器等替代技术相比，SSR还具有优势。

传统继电器开关解决方案

机电继电器（EMR）在高压开关应用中很常见。EMR 利用电磁力以机械方式打开和关闭触点。鉴于其机械性质，EMR具有令人难以置信的低导通电阻;它们的触点本质上是金属对金属的连接。

EMR在开关速度和可靠性方面确实需要权衡。继电器内部的运动部件是一个限制因素，开关速度通常在 5 到 15 ms 范围内。随着时间的推移和使用，EMR可能会遇到诸如拱形，颤振和焊接闭合等故障。

与EMR不同，光继电器没有移动部件，并提供高隔离电压。光继电器是对传统EMR的改进;然而，它们也有设计考虑因素，例如对可实现的功率传输的限制以及内部LED的劣化。此外，光继电器需要一个外部限流电阻，并且通常使用额外的场效应晶体管（FET）来管理LED的开通或关断状态。

使用 SSR 实现更可靠的隔离

固态继电器可用作开关（带集成 FET）或驱动器，用于控制外部 FET。无论是利用电容隔离还是磁性隔离，隔离式 SSR 产品组合都可以实现具有基本或增强型隔离级别的设计。与 EMR 相比，TPSI2140-Q1 隔离式开关和 TPSI3050-Q1 隔离式驱动器具有更高的可靠性和更长的使用寿命，因为它们不会随着时间的推移而出现机械劣化。因此，SSR 的使用寿命可靠性比传统 EMR 高 10 倍。SSR 还可以在微秒范围内切换，比 EMR 快几个数量级。

由于 TPSI3050-Q1 和 TPSI2140-Q1 在单个隔离栅上集成了电源和信号传输，因此无需次级偏置电源，从而实现了小解决方案尺寸。图 1 显示了 TPSI2140-Q1 隔离开关在高压系统中的使用，省去了偏置电源和外部控制电路等外部元件。

图 1：TPSI2140-Q1 隔离式开关减小了高压系统中的解决方案尺寸

与传统的光继电器和光耦合器相比，TPSI2140-Q1 和 TPSI3050-Q1 等固态继电器还具有优势。TPSI2140-Q1 和 TPSI3050-Q1 等器件与光继电器相比具有更好的可靠性，因为没有 LED 退化。无需外部控制电路，因为逻辑电平输入可以直接驱动系统。表1定性地比较了这些隔离式开关技术。

表 1：比较现有的开关解决方案

	机电继电器	光继电器或光继电器	固态继电器
绝缘材料	空气或环氧树脂	环氧树脂或聚酰亚胺	聚酰亚胺或二氧化硅
介电强度（1 s）	≅1 V有效值/微米 ≅20 V有效值/微米	≅20 V有效值/微米 ≅300 V有效值/微米	≅300 V有效值/微米 ≅500 V有效值/微米
优势	低电阻	低电磁干扰（EMI）辐射	高速（微秒）低功耗
弊	慢速（毫秒）机械磨损、振动/磁抗扰度	光降解和局部放电	必须设计以限制 EMI
工作环境温度	–40°C 至 85°C	–40°C 至 85°C	–40°C 至 125°C
成本	$$$	$	$

结论

固态继电器以最快的速度、最高的工作温度和最低的系统成本提供最高的介电强度。它们还可以在更小的封装中实现更可靠的开关。

深圳市腾恩科技有限公司是一家专注于光电半导体的代理商和分销商。主要生产数字隔离器,光耦继电器,固态继电器,国产光耦,线性,光藕,高速光耦,光电耦合器,光继电器等产品，可为客户提供完善的解决方案。

更多国产光耦的详细资讯，可以联系我们在线客服及致电咨询电话！

上一条： TLP227G你知道光耦继电器的工作温度最高是多少℃吗？下一条：交流电压电机驱动的数字隔离