改进的光耦继电器电路可减少电流消耗,抵抗LED老化!-华南微半导体

作者:光耦选型工程师来源:华南微半导体

    在工作于不同地电位的电路之间借助光耦合器建立电流隔离似乎很简单。光耦合器从隔离电路中汲取功率,并且由于LED老化,切换可能相对缓慢且不确定。提供光耦继电器的替代产品,例如先进光半导体的APY212S替代进口AQY212S系列。本设计思想描述了一种改进简单光耦合器的方法。

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    图中显示了两种流行的0V交流同步设计。尝试通过降低光耦合器的LED电流并相应增加光耦合器的负载电阻来降低隔离电路的功耗,会产生较慢且不确定的开关。为了实现更快,更清晰的切换,您将不得不牺牲功率效率。但是,由于功率效率和交流电压幅度之间呈反比关系,因此牺牲的好处受到了限制。


    光耦合器的LED在超过标称值的几乎所有交流周期中几乎连续发光,从而导致低功率效率和光耦合器相对较快的老化。另一个缺点是过大和几乎无法控制的过零误差。电路的灵敏度阈值取决于光耦合器的参数。图中的设计没有提供理想的方法。就效率而言,它们可以吸收5至100mA的电流,具体取决于光耦合器的电流传输比和交流幅度。

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    图2中的设计克服了功耗过大,开关不确定以及LED老化的问题。它非常适合宽交流范围的应用。与图1中的电路相比,图2的LED仅在零交叉点附近发光,并从先前充电的电容器接收功率,因此您可以将平均电流消耗降低10到100倍。该设计还提供了更快,更确定性和更清晰的切换。更重要的是,您可以期待更慢的LED老化。图1中的电阻R1和R2耗散的热量不少于1.5W,因此将其更改为0.1W的器件可以在同一板面积上放置其他组件。


    某些应用不需要施密特触发器固有的磁滞。它还显示了如何在D1中不需要最小反向电流的情况下进行管理。但是,该电路更适合纯同步,而不适合晶闸管控制。由于LED电流的稳定性,这些设计提供了扩展的输入交流电压范围,这可能对多标准交流供电小工具很有用。有机会设置LED电流而没有LED过载的风险;并减少了光耦合器不稳定的影响。这些设计的另一个优势是其固有的安全性。在其端子发生短路的情况下,光耦合器在隔离侧和非隔离侧之间提供的电流比图1中的电路少10至100倍。光耦合器还具有优势。由于占空比低,您可以在不牺牲功率效率的情况下自由减小光耦合器负载电阻R8的值。这种减少导致较低的过零误差。

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    华南微半导体是专业的LED光电控制器件、光电耦合器、光MOS继电器、LED外延芯片的高新设计创新型企业,总部位于广东省深圳市南山区高新技术园区内,并在杭州、上海和香港设有研发中心和销售服务支持中心。公司专注于为客户提供高效能、低功耗、低阻值、低电容等各类特殊应用的光电耦合器产品,并可根据客户需要,为客户提供定制类的产品设计及生产,使客户的产品更具有市场竞争优势。本司的高低压继电器光耦具有在行内领先的研发实力,成功设计并量产了60V、400V、600V等不同负载电压、各种负载电流光电耦合继电器,广泛应用于家用电器、智能电网、工业测控、5G通信、工控设备等领域。


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