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光耦繼電器相關知識
隨著現(xiàn)代電子技術的迅猛發(fā)展，光繼電器（OpticalRelay）作為一種新興的電氣控制元件，逐漸在各種應用場景中嶄露頭角。光繼電器不僅具有傳統(tǒng)電磁繼電器的控制功能，還具備高效、低功耗和長壽命等優(yōu)點，尤其在需要電氣隔離和信號傳輸?shù)碾娐吩O計中展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。本文將探討光繼電器的基本原理、結構特點、應用電路及其在未來發(fā)展中的潛力。 一、光繼電器的基本原理 光繼電器通常由發(fā)光二極管（LED... 隨著全球對節(jié)能和環(huán)保的高度重視，LED（發(fā)光二極管）照明技術已經(jīng)成為現(xiàn)代照明的主流選擇。LED燈具因其高能效、長壽命和低熱量等優(yōu)點，廣泛應用于家庭、商業(yè)和工業(yè)照明等多個領域。在LED電源的設計中，安全性和智能化是兩個至關重要的因素，而光耦合器（光耦）憑借其獨特的特性，成為LED電源設計中不可或缺的組件。本文將探討光耦在LED電源中的作用及其如何成為安全智能的最佳選擇?！ ∫?、光耦的基本原... 隨著信息技術的快速發(fā)展，電腦已成為現(xiàn)代人生活和工作中不可或缺的工具。電腦電源作為電腦系統(tǒng)的重要組成部分，不僅負責將交流電轉換為直流電，還需確保系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。在此過程中，光耦（光耦合器）作為一種關鍵電子元件，發(fā)揮著不可或缺的作用。本文將探討光耦在電腦電源中的作用、工作原理、應用實例及其優(yōu)勢與挑戰(zhàn)?！ ∫?、光耦的工作原理 光耦是一種通過光信號實現(xiàn)電氣隔離和信號傳輸?shù)碾娮悠骷?.. 隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展，電機驅動技術已成為現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的重要組成部分。高效、精準的電機驅動系統(tǒng)在各類自動化設備、機器人、無人駕駛運輸工具等應用中扮演著至關重要的角色。高速光耦作為一種關鍵的電子元件，以其優(yōu)越的性能和廣泛的應用前景，正在電機驅動領域中得以創(chuàng)新應用。本文將探討高速光耦在電機驅動中的作用、優(yōu)勢、應用實例及未來發(fā)展趨勢?！ 「咚俟怦睿ü怦詈掀鳎┦且环N通過光信號實現(xiàn)電氣隔... 可編程邏輯控制器（PLC）是現(xiàn)代工業(yè)自動化的重要組成部分，廣泛應用于制造、加工、建筑等多個行業(yè)。PLC的核心功能是對各種輸入信號進行處理，并根據(jù)預設的邏輯控制輸出設備的運行。為了確保PLC控制模塊的高效、安全運行，光耦（光耦合器）作為一種重要的電子元件，扮演著不可或缺的角色。本文將探討光耦在PLC控制模塊中的應用、工作原理、優(yōu)勢、挑戰(zhàn)及未來發(fā)展趨勢?！ ∫?、光耦的工作原理 光耦是一種通... 隨著全球對可再生能源的日益重視，光伏發(fā)電作為一種清潔、高效的能源形式，得到了廣泛的應用。光伏逆變器作為光伏系統(tǒng)中至關重要的組成部分，負責將光伏組件產(chǎn)生的直流電轉換為交流電，以便于并網(wǎng)或供給負載。在光伏逆變器的設計中，光耦合器（光耦）作為一種重要的電子元件，發(fā)揮著不可或缺的作用。本文將探討光耦在光伏逆變器中的應用、工作原理、優(yōu)勢、挑戰(zhàn)及未來發(fā)展趨勢。 一、光耦的工作原理 光耦（光耦合器... 隨著信息技術的快速發(fā)展，光通信技術逐漸成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的主流，能夠實現(xiàn)高速、遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。在光通信系統(tǒng)中，光耦隔離器件作為一種重要的電子元件，發(fā)揮著至關重要的作用。它們不僅保證了系統(tǒng)的電氣隔離，保護了設備的安全，還提高了整體通信的效率和可靠性。本文將探討光耦隔離器件在光通信系統(tǒng)中的重要性，分析其工作原理、應用場景以及未來發(fā)展趨勢?！ ∫?、光耦隔離器件的工作原理 光耦隔離器件的基本構... 隨著信息技術的快速發(fā)展，光通信技術逐漸成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的主流，能夠實現(xiàn)高速、遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。在光通信系統(tǒng)中，光耦隔離器件作為一種重要的電子元件，發(fā)揮著至關重要的作用。它們不僅保證了系統(tǒng)的電氣隔離，保護了設備的安全，還提高了整體通信的效率和可靠性。本文將探討光耦隔離器件在光通信系統(tǒng)中的重要性，分析其工作原理、應用場景以及未來發(fā)展趨勢。一、光耦隔離器件的工作原理光耦隔離器件的基本構造包括發(fā)光二... 光耦合器（光耦）是一種利用光信號實現(xiàn)電氣隔離的電子元件，廣泛用于各種電子設備中。在醫(yī)療器械領域，光耦以其可靠的性能和優(yōu)越的電氣隔離特性，成為了信號傳輸和隔離的重要組件。隨著醫(yī)療技術的不斷進步和智能化的發(fā)展，光耦在醫(yī)療器械中的應用也愈加廣泛。本文將探討光耦在醫(yī)療器械領域的主要應用、優(yōu)勢及未來發(fā)展趨勢?！ ∫?、光耦的基本工作原理 光耦的基本構造包括發(fā)光二極管（LED）和光敏接收器（如光電晶... 光耦合器（光耦）作為一種重要的電子元件，廣泛應用于信號隔離、電路保護和數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I域。其基本功能是通過光信號實現(xiàn)電氣隔離，確保不同電壓之間的安全性和可靠性。隨著現(xiàn)代電子技術的發(fā)展，特別是在高頻應用的普及，光耦在性能上面臨著新的挑戰(zhàn)。高頻應用對光耦的開關速度、帶寬、抗干擾能力以及熱管理等方面提出了更高的要求。本文將詳細探討光耦在高頻應用中面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出相應的解決方案。 一、光耦的... 智能開關作為現(xiàn)代智能家居和建筑自動化系統(tǒng)中的重要組成部分，正在受到越來越多消費者的青睞。它們不僅提高了家居的舒適度和便利性，還在節(jié)能環(huán)保方面發(fā)揮了積極作用。在智能開關的設計與應用中，光繼電器（OpticalRelay）作為一種新興的電子開關元件，憑借其獨特的性能優(yōu)勢，正逐漸成為智能開關的首選組件。本文將探討光繼電器在智能開關中的應用優(yōu)勢，包括其工作原理、優(yōu)點以及未來發(fā)展趨勢?！ ∫弧⒐饫^... 引言 光伏發(fā)電作為一種清潔、可再生的能源形式，近年來在全球范圍內得到了廣泛應用。隨著光伏技術的進步和成本的降低，光伏發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，應用場景也愈加多樣化。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光耦（光隔離器）作為一種重要的電子元器件，發(fā)揮著至關重要的作用。本文將探討光耦在光伏發(fā)電領域中的應用，包括其工作原理、功能、優(yōu)勢以及未來發(fā)展趨勢?！ ∫?、光耦的基本原理和構造 光耦，又稱光隔離器，是通過光信... 在現(xiàn)代工業(yè)與智能化發(fā)展的背景下，自動控制技術已廣泛滲透到生產(chǎn)、交通、能源、通訊等各個領域，成為提升效率、降低能耗、保障安全的重要手段。在眾多自動控制元件中，光繼電器（PhotoRelay）因其獨特的光電隔離原理、快速響應特性和高可靠性，逐漸在自動控制系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文將圍繞光繼電器的工作原理、核心特點、在自動控制領域的主要應用場景以及未來發(fā)展趨勢進行深入分析，幫助讀者全面... 在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中，可編程邏輯控制器（PLC, Programmable Logic Controller）被廣泛應用于各種自動化控制系統(tǒng)中，承擔著信號采集、邏輯運算、數(shù)據(jù)處理以及輸出控制的核心任務。隨著生產(chǎn)設備向高精度、高速度和高可靠性方向發(fā)展，PLC在工作環(huán)境中對于控制元件的性能要求日益提高。光繼電器（PhotoMOS繼電器、光耦繼電器）因其具備高隔離性、無機械觸點、抗干擾強、響應速... 引言 隨著電子技術和測量技術的不斷發(fā)展，示波器作為電子工程、通信、汽車電子、半導體測試等領域中最重要的測量工具之一，其性能要求越來越高?，F(xiàn)代示波器不僅需要具備高帶寬、高采樣率，還需要在高速信號測試中保持極低的噪聲、出色的隔離性能以及可靠的信號切換能力?！ ≡谶@一背景下，光繼電器（Opto-relay）以其高絕緣耐壓、低漏電流、高開關速度和長壽命等優(yōu)勢，正在逐步取代傳統(tǒng)的機械繼電器和固態(tài)... 固態(tài)光耦合器繼電器是一種電子開關，它使用內部LED和光電探測器（光耦合器）通過低功率控制信號控制高功率輸出負載，消除機械接觸并提供電氣隔離。與傳統(tǒng)的機電繼電器相比，這些器件具有開關速度快、無機械磨損、抗噪聲等優(yōu)點，使其適用于控制電器或工業(yè)設備等大電流負載?！ ∷侨绾喂ぷ鞯模骸 ?.輸入信號： 低功率控制信號（例如，來自微控制器或數(shù)字輸出）激活光耦合器內的LED?！ ?.光隔離： L... 引言 隨著自動化技術的快速發(fā)展，光繼電器因其優(yōu)越的性能和高可靠性而廣泛應用于各種電氣控制系統(tǒng)中。光繼電器通過光電隔離技術，將輸入信號與輸出負載有效隔離，確保了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。然而，光繼電器的驅動電路設計直接影響其可靠性，因此，對光繼電器驅動電路的可靠性設計進行深入探討顯得尤為重要。本文將從光繼電器的工作原理、驅動電路設計要點、影響可靠性的因素及解決方案等方面進行詳細分析?！ ∫?、... 在現(xiàn)代高端裝備制造業(yè)中，信息傳輸?shù)陌踩?、可靠性與高效性是核心要求。隨著航空航天、軌道交通、醫(yī)療電子、軍工裝備、工業(yè)自動化等領域的快速發(fā)展，高電壓、大功率、高速信號和復雜控制系統(tǒng)的并存，使得電氣隔離與信號傳輸技術成為系統(tǒng)設計的關鍵環(huán)節(jié)。光耦（Optocoupler，亦稱光隔離器）憑借其高絕緣耐壓、優(yōu)異的抗干擾性能和高速響應特性，已廣泛應用于高端裝備領域，成為保障設備安全、提升系統(tǒng)性能的重... 光耦（Optocoupler）是現(xiàn)代電子電路中廣泛應用的一種器件，它通過光的傳輸實現(xiàn)電氣隔離，避免了不同電路之間的干擾和信號串擾。光耦的主要應用領域包括工業(yè)自動化、通信、電源管理、醫(yī)療設備等。作為光電器件，光耦的性能直接受到多個參數(shù)的影響，其中導通電壓（ForwardVoltage）是一個非常重要的參數(shù)。本文將探討導通電壓對光耦器件性能的影響，包括其對傳輸特性、響應速度、穩(wěn)定性、可靠性等... 引言 隨著新能源汽車、智能汽車和自動駕駛技術的快速發(fā)展，汽車電子系統(tǒng)的復雜性和功率需求顯著提升?，F(xiàn)代汽車不僅需要處理12V或24V的低壓控制信號，還涉及400V甚至800V的高壓動力系統(tǒng)，例如動力電池、驅動電機和快充接口等。在這種高低壓混合的環(huán)境中，如何實現(xiàn)低壓控制電路與高壓功率電路之間的安全電氣隔離，成為汽車電子設計的關鍵問題?！ ≡诒姸喔綦x技術中，憑借其可靠的絕緣性能、快速響應和抗... Structure and operational principle of Photrelays
Product line upA PhotoRelays is a semiconductor relay with an LED as an input and MOSFET as an output. |
| Compared with Electro-Mechanical Relays have moving contact: | Compared with SSR (Solid State Relays) have phototriac for output: |
|---|---|
| ●Longer lifetime (No limit on mechanical and electrical lifetime) ●Higher-speed and high-frequency switching ●Higher sensitivity (less power consumption) ●Smaller size ●Less contact problems such as arcs, bounce, and noise ●More resistant to vibration and impact ●No limitation for the mounting direction | ●Able to control miniature analog signal ●Applicable to both AC/DC ●More sensibility ●Less leakage current ●Lower offset voltage ●Various contact structures such as 2a, 4a, 1b, 2b, and 1a1b in addition to 1a |
1．Technical Terminology
2．Reliability tests
Term | Symbol | Description | |
Input | LED forward current | IF | Current that flows between the input terminals when the input diode is forward biased. |
LED reverse voltage | VR | Reverse breakdown voltage between the input terminals. | |
Peak forward current | IFP | Maximum instantaneous value of the forward current. | |
LED operate current | IFon | Current when the output switches on (by increasing the LED current) with a designated supply voltage and load connected between the output terminals. | |
LED turn off current | IFoff | Current when the output switches off (by decreasing the LED current) after operating the device with a designated supply voltage and load connected between the output terminals. | |
LED dropout voltage | VF | Dropout voltage between the input terminals due to forward current. | |
Power dissipation | Pin | Allowable power dissipation between the input terminals. | |
Output | Load voltage | VL | Supply voltage range at the output used to normally operate the PhotoRelays. Represents the peak value for AC voltages. |
Continuous load current | IL | Maximum current value that flows continuously between the output terminals of the PhotoRelays under designated ambient temperature conditions. Represents the peak value for AC current. | |
On resistance | Ron | Obtained using the equation below from dropout voltage VDS (on) between the output terminals (when a designated LED current is made to flow through the input terminals and the designated load current through the output terminals.) Ron ＝ VDS (on)/IL | |
Off state leakage current | ILeak | Current flowing to the output when a designated supply voltage is applied between the output terminals with no LED current flow. | |
Power dissipation | Pout | Allowable power dissipation between the output terminals. | |
Open-circuit output voltage | Voc | Voltage required for driving a MOSFET | |
Short-circuit current | Isc | Current that is output from the driver when the input is turned on | |
Electrical characteristics | Turn on time | Ton | Delay time until the output switches on after a designated LED current is made to flow through the input terminals. |
Turn off time | Toff | Delay time until the output switches off after the designated LED current flowing through the input terminals is cut off. | |
I/O capacitance | Ciso | Capacitance between the input and output terminals. | |
Output capacitance | Cout | Capacitance between output terminals when LED current does not flow. | |
I/O isolation resistance | Riso | Resistance between terminals (input and output) when a specified voltage is applied between the input and output terminals. | |
Total power dissipation | PT | Allowable power dissipation in the entire circuit between the input and output terminals. | |
I/O isolation voltage | Viso | Critical value before dielectric breakdown occurs, when a high voltage is applied for 1 minute between the same terminals where the I/O isolation resistance is measured. | |
Ambient temperature | Operating | Topr | Ambient temperature range in which the PhotoRelays can operate normally with a designated load current conditions. |
Storage | Tstg | Ambient temperature range in which the PhotoRelays can be stored without applying voltage. | |
Max. operating frequency | — | Max. operating frequency at which a PhotoRelays can operate normally when applying the specified pulse input to the input terminal |
Classification | Item | Condition | Purpose |
Life tests | High temperature storage test | Tstg (Max.) | Determines resistance to long term storage at high temperature. |
Low temperature storage test | Tstg (Min.) | Determines resistance to long term storage at low temperature. | |
High temperature and high humidity storage test | 85°C 185°F, 85%R.H. | Determines resistance to long term storage at high temperature and high humidity. | |
Continuous operation life test | VL = Max., IL = Max., IF = Recommended LED forward current | Determines resistance to electrical stress (voltage and current). | |
Thermal environment tests | Temperature cycling test | Low storage temperature (Tstg Min.) High storage temperature (TstgMax.) | Determines resistance to exposure to both low temperatures and high temperatures. |
Thermal shock test | Low temperature (0°C) (32°F), High temperature (100°C) (212°F) | Determines resistance to exposure to sudden changes in temperature. | |
Solder burning resistance | 260±5°C 500±41°F, 10 s | Determines resistance to thermal stress occurring while soldering. | |
Mechanical environment tests | Vibration test | 196 m/s2 {20 G}, 100 to 2,000 Hz*1 | Determines the resistance to vibration sustained during shipment or operation. |
Shock test | 9,800 m/s2 {1,000 G} 0.5 ms*2; 4,900 m/s2 {500 G} 1 ms | Determines the mechanical and structural resistance to shock. | |
Terminal strength test | Determined from terminal shape and cross section | Determines the resistance to external force on the terminals of the PhotoRelays mounted on the PC board while wiring or operating. | |
Solderability | 245°C 473°F 3 s (with soldering flux) | Evaluates the solderability of the terminals. |
光耦繼電器是固態(tài)繼電器的一種。英文是Solid State Optronics Relay。
一般繼電器都是機械觸點，靠通電流過線圈變成有磁性的磁鐵吸合觸點，從而控制開光狀態(tài)。而光耦繼電器工作原理類似于光耦，是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無觸點開關。用隔離器件實現(xiàn)了控制端與負載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號，達到直接驅動大電流負載。光耦繼電器歸于固態(tài)繼電器，一般電磁繼電器靠電流經(jīng)過線圈使鐵芯變成有磁性的磁鐵吸合銜鐵，從而使相關的觸點動作操控負載的通斷，而光耦繼電器沒有觸點，其工作原理與光耦有點類似。光耦繼電器為AC/DC并用的半導體繼電器，指發(fā)光器件和受光器件一體化的器件。輸入側和輸出側電氣性絕緣，但信號可以通過光信號傳輸。其內部的發(fā)光二極管是用來向光電元件放射光線的，光電元件接受光線并控制輸出場效應管導通或截止。光耦繼電器還有另一種可控硅整流管（SCR）輸出，它的負載電流比場效應管更大，后者可達到數(shù)安培，而前者可達到幾十安培。相對于電磁繼電器，光耦繼電器由于沒有觸點引起的磨損，使用壽命是無限的，同時也具有無震動、無切換聲音等特性，與電磁繼電器一樣可控制各種負載（燈泡、發(fā)光二極管、加熱器、馬達等）。
光耦繼電器有無機械觸點，長壽命，低動作電流，高隔離電壓，高速切換。低泄漏電流，交直流兼用。廣泛用于測量儀器，通訊設備，辦公自動化。在選用繼電器時，最重要的指標是所選繼電器的觸點電流和電壓，以及控制繼電器導通開斷的信號的電流和電壓大小。在使用時，小功率的繼電器一般直接焊接在電路板上，中大功率的繼電器一般會安裝在繼電器座上，依據(jù)需要冉將繼電器座安裝在標準導軌上。由于繼電器容易產(chǎn)生火花，因此在較大的功率的時候，建議考慮使用固態(tài)繼電器、交流接觸器等。通信用繼電器將在今后繼續(xù)增長，占到全球繼電器市場的1/4。高頻繼電器是其發(fā)展的主要方向，在電信領域、無線通信、寬帶輸送接入等需求的推動下，已成為機電式繼電器更新?lián)Q代的新平臺和下一代通信技術加速完善的助推器。體積更小，適用于表面裝貼，高可靠，抗干擾性能優(yōu)良的通信繼電器需求旺盛；未來5G發(fā)展所需用的新型通信繼電器將成為其發(fā)展主流。第四代通信繼電器技術已日漸成熟，第三代移動通信的展開，為其提供良好的市場前景。光繼電器/微電子繼電器是電子產(chǎn)品向數(shù)字化、自動化、超小型化方向發(fā)展所必需的。
光繼電器/微電子繼電器由于其泄露率小、隔離性能好、輸出特性穩(wěn)定優(yōu)良等優(yōu)點，其應用領域在不斷擴大。適用于“物聯(lián)網(wǎng)”的光繼電器由于其高靈敏性、高可靠性而成為優(yōu)選產(chǎn)品，將會是下一代繼電器發(fā)展的重要方向。
