光电MOSFET继电器主要参数

2025-04-09 08:56:31    xuanpu    27

光电MOSFET继电器(即光耦MOSFET继电器或固态光继电器)是一种通过光电耦合控制MOSFET开关的器件,其核心参数决定了性能和适用场景。以下是关键参数及其详细解析:


一、输入侧参数(控制端)

  1. 正向电流( IF I F

    • 定义:驱动内部LED所需的电流,通常为  3~20mA

    • 典型值:5mA(如TLP241A),需串联限流电阻计算:

      R=VCC−VFIF R = I F V CC V F

      VF V F 为LED正向压降,通常1.2~1.5V)

  2. 正向电压( VF V F

    • 范围:1.2~1.5V(红外LED),需确保输入电压≥ VF V F

  3. 反向电压( VR V R

    • 最大值:通常5V,防止LED反向击穿。


二、输出侧参数(负载端)

  1. 负载电压( VLOAD V L O A D

    • 直流型(DC)

      • 额定电压: 12~60V(如AQV212GA支持60VDC)。

    • 交流型(AC)

      • 额定电压: 60~600VAC(如G3VM-61VR1支持600VAC)。

  2. 负载电流( ILOAD I L O A D

    • 连续电流0.1~10A(常见型号1~5A)。

    • 峰值电流:短期耐受值(如10A/1ms),需参考手册。

  3. 导通电阻( RON R ON

    • 范围0.05~1Ω,直接影响发热和效率。

      • 例如: RON=0.5Ω R ON = 0.5Ω,5A电流时功耗  P=I2R=12.5W P = I 2 R = 12.5 W,需散热设计。

  4. 开关时间

    • 开启时间( tON t ON :1~10ms(光MOS型)。

    • 关断时间( tOFF t OFF :0.1~5ms。

    • 过零型交流继电器:额外标注过零触发时间(如≤10ms)。


三、隔离与可靠性参数

  1. 隔离耐压( VISO V I SO

    • 输入-输出间2500V~5000Vrms(如TLP241A为3750Vrms)。

    • 爬电距离:≥5mm(防止高压漏电)。

  2. 工作温度范围

    • 典型值:-40℃~+85℃(工业级),部分型号支持至+110℃。

  3. 寿命

    • 机械寿命:无限(无触点磨损)。

    • 电气寿命10^7~10^8次开关(取决于负载条件)。


四、动态特性参数

  1. 最大切换频率

    • 直流型10~100Hz(受限于散热和开关时间)。

    • 交流过零型1~10Hz(因过零同步限制)。

  2. 漏电流( ILEAK I L E A K

    • 关断状态0.1~10μA,高阻抗电路需特别注意。


五、特殊功能参数

  1. 过零触发(AC型号)

    • 功能:仅在交流电压过零点导通,减少浪涌电流。

    • 标注:如“Zero-Cross”功能(MOC3041)。

  2. 保护功能

    • 内置TVS二极管:防静电或浪涌(如±2kV ESD保护)。

    • 短路耐受:部分型号支持短时短路(如50ms)。


六、封装与机械参数

  1. 封装类型

    • 常见封装

      • DIP-4(如TLP241A)

      • SOP-4(如AQV212GA)

      • SMD(如LCA710)。

  2. 引脚间距

    • 标准值:2.54mm(DIP)、1.27mm(SOP)。


七、选型关键公式

  1. 限流电阻计算

    R=VCC−VFIF R = I F V CC V F

    (例: VCC=5V V CC = 5 V VF=1.2V V F = 1.2 V IF=5mA I F = 5 m A →  R=760Ω R = 760Ω,取标称750Ω)

  2. 功耗计算

    PLOSS=ILOAD2×RON P L OSS = I L O A D 2 × R ON

    (例:5A,  RON=0.2Ω R ON = 0.2Ω →  P=5W P = 5 W,需加散热片)


八、典型型号参数对比

型号 负载电压 负载电流 RON R ON 隔离耐压 特点
TLP241A 60VDC 1.2A 0.5Ω 3750Vrms 通用型光MOS
AQV212GA 60VDC 2A 0.3Ω 5000Vrms 低导通电阻
G3VM-61VR1 600VAC 1A - 5000Vrms 交流过零触发

九、选型注意事项

  1. 直流负载:优先选低 RON R ON 型号(如AQV212GA),减少发热。

  2. 交流负载:必须选过零触发型(如MOC3043),避免浪涌损坏。

  3. 高频开关:关注开关时间(如 tON<1ms t ON < 1 m s的型号)。

光电MOSFET继电器的参数选择需平衡  电压/电流需求散热能力 和  成本,尤其在工业控制或高频应用中需严格验证动态性能。


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