光繼電器是固態繼電器(Solid State Relay, SSR)的一種,輸入端利用IR(infrared) LED(light-emitting diode)控制接收端MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)的 開啟和關閉,因此沒有觸點的磨損,也沒有開、關時的聲音、體積小,使用壽命長和切換速度會 比傳統機械式繼電器快,並且可解決輸入/輸出端之間的干擾和絕緣問題。
當開啟時: 當關閉時:
在使用光繼電器之前,先了解幾項比較重要參數。
IF(on)是控制輸出端開啟的主要參數,規格書所標示 Max.值表示 IR LED 開啟輸出端所需的最 小電流(IF),如表格1所示。 表格 1 LED turn on Current 圖1是 SSR 內部架構,Driver circuit 用來提供 MOSFET Gate 所需的電壓,Driver circuit 則 由 Photodiode array 提供電源,IR LED 則需達到一定的光強度,才能產生足夠的電壓給 Driver circuit,進而使 MOSFET 導通,由於每顆 IR LED 有強度上的差異,因此建議IF設計在規格書的 max.值以上,以 EL4XXA 系列來說,IF應設計在 5mA 以上。 圖1SSR 內部架構
考量到 IR LED 會隨著使用時間增加而逐漸光衰,因此輸入端的工作電流(IF),建議設計在 IF(on) ∗ (1.25~1.5),以避免IF降低後造成失效。如圖2所示,假設 IR LED 的 VF=1.2V,得IF =(5−1.2−0.4)/510=6.67mA 圖2 SSR 應用電路
從輸入控制訊號開始到輸出轉態所需的時間,稱為開關時間(Ton/Toff)。如圖3所示,當輸入 端開啟後,一直到輸出端轉態至 90%準位所需的時間,稱作Ton(Turn on);當輸入端關閉後,一 直到輸出端轉態至 10%準位所需的時間,稱作Toff(Turn off)。
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