[经验]

构建固态继电器解决方案采用光耦合器还是数字隔离器？

2018-10-26 11:00:39

1484 ADI 继电器隔离器

即用型固态继电器(SSR)可靠且紧凑，但很难找到一款电流传导能力高于几百毫安的产品。比如，若您需要一款隔离SSR来切换线路电压，那么您不得不采用功率FET自行构建一个SSR。您可以采用光耦合器来提供控制和FET栅极之间的电流隔离，但在隔离侧，光耦合器从哪才能获取足够的功率来驱动FET栅极呢？
下图显示如何采用数字隔离器构建SSR。该器件提供两个数据通道，可驱动两个FET栅极，每通道能为容性负载提供最高20 mA的电流。ADuM521x采用isoPower®技术，属于集成隔离式DC-DC转换器，为次级端提供足够的功率，以较高的饱和速率和良好的栅极压摆率切换分立式功率FET栅极。

将数字隔离器的高功率与信号驱动能力相结合，即可控制大电压和电流。对FET的基本要求是其栅极阈值电压应低于器件提供的5V电压。任何其他的电流和电压组合都只受限于所选的FET。
上述示例威廉希尔官方网站采用IRF540N N沟道HEXFET构建，栅极电阻为250 Ω。FET的背靠背配置可在器件导通时提供0V阻抗线性度，而在器件关断时提供对称电压阻隔。如果需要常闭继电器，可以使用P沟道FET。本威廉希尔官方网站可在高达100V电压的情况下切换30A电流，导通时间约为20uS。相比基于光耦合器的SSR和机械继电器，该速度极快。
数字隔离器具有最高5.5V的可调输出电压的额外优势，为栅极驱动阈值提供更多裕量。图中未明确显示设置输出电压的分频器。详情请参见数据手册。
此基于isoPower的继电器可调制kHz范围内的功率，其速度足够快，可实现白炽灯泡的调光功能，或者为直流电机提供速度控制功能。采用合适的FET，可以轻松构建线路功率开关。这款功能丰富的开关能以低于SSR模块或光电MOS元件的成本构建而成。
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