【騰恩科技】光繼電器與機械繼電器的特點比較

2018-07-30 13:47:33 發表

【騰恩科技】

一、光繼電器的優勢

光繼電器與機械繼電器特性比較

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1.  安裝面積小型化

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我們有一系列小封裝產品,例如采用SO6VSON封裝的產品。用光繼電器替代可極大地促進設備的小型化設計

  2.高可靠性(長壽命)

光繼電器通過光敏二極管陣列接收LED光線,將其轉換成MOSFET驅動電壓來工作。這種繼電器由于沒有機械觸點,因此沒有機械繼電器磨損造成的劣化(觸點數量沒有限制,并且免維護)。


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  3.小輸入電流/低電壓驅動

由于輸入側所用LED是由電流驅動的,并且輸出端導通所需輸入電流(觸發LED電流,I FT )只有35mA(最大值),因此使用一節小電池甚至就可以驅動光繼電器。在設計IF規格時需要考慮LED的使用壽命。

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  4.優異的開關特性(高速、低噪聲)

由于光繼電器在輸入側采用了LED,在輸出側采用了MOSFET,因此不存在由反電動勢或回跳引起的噪聲。它也不會產生類似機械繼電器的接觸聲。

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  5.熱開關支持

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機械繼電器使用在熱開關情況時壽命較短。只要保持不超過最大額定值,光繼電器可以使用在熱開關或冷開關情況。機械繼電器的情況下,由于熱開關施加電壓,電流在觸點閉合瞬間流動,觸點容易磨損。此外,當開關斷開時,電流中斷會產生電弧,因此壽命縮短。近年來,機械繼電器和干簧繼電器的替換正在加速。

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  二、術語

機械繼電器與光繼電器電氣特性比較

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  術語1

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  絕對最大額定值:工作期間即使是瞬間也不能超過的最大值

  術語2

  電氣特性

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  術語3

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  推薦工作條件:實現器件預期性能的設計指南。有必要根據客戶的使用條件進行詳細設計。

  關鍵特性

  1、導通電阻(R(on))

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   ?等效于機械繼電器的觸點電阻

   ?光繼電器輸出側的I-V特性如圖1所示。I-V曲線越陡,R ON 越小。

   ?R(on)V(off)是權衡關系:R(on)和功耗隨V(off)增加而增加,反之亦然。

   ?R(on)隨環境溫度而改變(圖2)。

   ?請在您的設計中考慮足夠的V(o)裕量。最好在這個V(off)范圍內選擇R(on)最小的光繼電器。

   ?R ON 隨環境溫度而增加,從而造成功耗增加。

   ?功耗增加產生的熱量是造成芯片毀壞的一個原因。當在高溫下使用光繼電器時,請確保保持在最大電流額定值內。

  2、輸出電容(C(off))

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   ?LED沒有電流輸入(MOSFET關斷)時,輸出電容是MOSFET輸出引腳之間的靜電電容。在非導通狀態下,交流信號通過該電容泄漏。

   ?交流電路中的電流阻礙稱為阻抗。在直流電路中,其被稱為電阻。靜電電容的阻抗隨著頻率變高和靜電電容變大而變小—也就是說電流更容易流動。

   ?LED關閉時,最好在輸出側具有較小漏電流。較低的靜電電容有助于限制該漏電流(特別是在高頻處)。

  3、開關時間(T(on)T(off)

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   ?標準產品的開關時間范圍為0.2ms~2.0ms,盡管不同產品可能有所不同。

   ?輸入電流較大意味著LED發射強度較高,從而使開關時間變快。

   ?隨著環境溫度升高,LED發射強度與PDA性能一起下降,從而使開關時間增加。

  4、低C×R

  當用半導體器件來中繼原始輸入高速(>MHz)方波信號時,可觀察到波形失真。

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  高頻特性更好、測試波形再現更準確。

  5、LED壽命估算

  LED劣化率隨輸入電流和時間而變化。

  LED壽命估計是基于從小批量采集的LED長期數據,因此只能用于參考。

  F50%壽命:發生50%累計故障的預計壽命。其是平均光輸出變化(AVG)的預計長期光輸出劣化曲線達到失效標準的時間段。

  F0.1%壽命:發生0.1%累計故障的預計壽命。其是預計長期光輸出劣化曲線AVG-3σ達到失效標準的時間段。

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  三、光繼電器數據手冊示例

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TLP241AF(TP4,F SPST-NO(1 Form A)
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TLP296G(IFT2) SPST-NO(2 Form A)
TLP296G(IFT2,F) SPST-NO(2 Form A)
TLP296G(TA,TP1) SPST-NO(2 Form A)
TLP296G(TA,TP1,F) SPST-NO(2 Form A)

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