SSR 与具有 TRIAC 输出的光耦合器

电器工程 场效应管 双向可控硅 固态继电器
2022-01-14 05:09:58

我已经设计(并且现在主要实现了)一个用于打开和关闭 24VAC 螺线管的系统。为了实现这一点,我使用了具有 TRIAC 输出的光耦合器(夏普 PR26MF1xNSZ 系列)。该设备的数据表将其描述为“固态继电器”、“红外发光二极管 (IRED)、光电三端双向可控硅检测器和主输出三端双向可控硅开关的集成”。

我对这些事情的兴趣使我四处寻找这部分的其他选择。我偶然发现了 Vishay Semiconductor 提供的类似部件,Vishay 将这种类型的组件分为两个不同的类别:固态继电器和具有 TRIAC 输出的光耦合器。

我查看了 Vishay 的两个代表性器件的数据表,我发现虽然光耦合器似乎与 Sharp 部分非常相似,但固态继电器部分不使用 TRIAC 进行输出。相反,它似乎使用一对 MOSFET 作为输出级。

这两种不同类型零件的优缺点是什么?使用 MOSFET 作为输出级而不是 TRIAC 有什么好处?“固态继电器”和“具有 TRIAC 输出的光耦合器”之间是否存在真正的区别,或者“固态继电器”是用于任何可用于切换 AC 或 DC 的设备的术语?

3个回答

有足够多有趣的事情没有说,另一个答案可能有用。
除了添加新材料外,这还将与其他各种材料重叠,以获得更好的整体完整性。

  • TRIAC 是一种交流开关,但在特殊情况下除外。

  • 当光电驱动高于启用电平时会发生开启。如果光电器件关闭且 TRIAC 负载电流高于保持电流,则 TRIAC 将保持打开状态,直到负载信号的下一个过零。

    如果 opto 留在 TRIAC 上,将在随后的过零处重新触发,直到 opto 关闭。

  • 保持电流: 如果负载电流低于最小“保持电流”,则 TRIAC 将在光电器件关闭后立即关闭。此处(第 5 页)的保持电流最大为 25 mA。如果负载电流高于 25 mA,则 TRIAc保持打开状态,直到关闭 opto 时的下一个过零。因为它们很草率,并且没有指定保持电流的最小值或典型值,所以对于低于 25 mA 的电流,您只能说当光电开关关闭时TRIAC可能会保持开启状态。当切换轻负载时,此参数可能非常重要。

    在说 5mA 时,您可能会认为TRIAC 是过零开关,但可能不是。或 10 mA。例如,如果您在 230 VAC 或大约 300 Vpeak 下切换感性负载,则负载功率在 Vpeak 处瞬时约为 3 瓦。如果光电器件在 Vpeak 与电感负载关闭,则可能需要消耗或控制相当数量的能量。在这种情况下,尽管存在过零方面,但可能需要考虑缓冲器设计。

  • FET SSR 有 2 个“背靠背”连接的 FET,用于交流。对于 DC,两个 FET 可以并联连接,将额定电流从 1 A 加倍至 2A。

  • TRIAC SSR 的开关时间最长为 100 ns。FET SSR 的运行和释放速度大约慢 5 倍且不对称。

  • TRIAC SSR 具有 5 mA / 10 mA 最大 LED 要求(2 级)。在他们的示例电路中,他们以这个值的两倍驱动它。FET SSR 的最大开启电流为 2 mA,典型值为 0.5 mA,最小关闭电流为 50 uA !!!。

    重要的是,随着光电流的降低,TRIAC SSR 可能会“停止触发”。FET SSR 将趋于平稳降级。请注意,低 FET 驱动可能会导致高于预期的 IC 功耗。

  • TRIAC SSR 规定关断状态输出电压上升的最小速率为 100 V/uS。在高于此值的上升时间,TRIAC 可能决定“自行”开启。“这可能很尴尬”。

    FET SSR 往往没有这个限制——但是以太快的上升时间击中输出“可能不明智”。一旦打开,TRIAC 将保持打开状态。如果有人设法打开 FET,它可能会在不久之后再次关闭。这可能是也可能不是一件好事。

更多的anon也许...

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SSR 是低压直流器件,但也可用于低压交流,而双向可控硅器件仅用于交流,通常是电源电压。

三端双向可控硅开关具有 -PNPN结构,这意味着它两端总会有电压降,而 FET 是电阻器件,并且对于那些指定了,在这种情况下RONΩ
三端双向可控硅开关上的电压降使得光电三端双向可控硅开关在低电压时不太方便,因为它们可能会降低太多的可用电压。例如,24V 电源电压下降 3V 意味着您损失了 13%。因此,在您的情况下,“SSR”看起来是一个更好的选择。不过,您必须查看最大电流。数据表显示 2A,但在绝对最大额定值图上显示为 1A。我的猜测是这应该被解读为一个归一化值,并且实际最大值确实是 2A,在更高的温度下会降额。

TRIAC 和 SCR 具有显着的导通电压,略高于一个二极管压降。MOSFET 可以开启,从而使它们两端的电压降小得多。另一方面,控制和驱动电路将更加复杂。

对于低压应用,电压降可能很大。对于高压应用,SCR 或 TRIAC 上的几个 100 mV 仅占总数的一小部分,因此无关紧要。与 FET 相比,双极结构更简单的驱动和更高的电压容限变得有利。