構(gòu)建固態(tài)繼電器解決方案采用光耦合器還是數(shù)字隔離器?
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即用型固態(tài)繼電器(SSR)可靠且緊湊,但很難找到一款電流傳導(dǎo)能力高于幾百毫安的產(chǎn)品。比如,若您需要一款隔離SSR來(lái)切換線路電壓,那么您不得不采用功率FET自行構(gòu)建一個(gè)SSR。您可以采用光耦合器來(lái)提供控制和FET柵極之間的電流隔離,但在隔離側(cè),光耦合器從哪才能獲取足夠的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)FET柵極呢?
下圖顯示如何采用數(shù)字隔離器構(gòu)建SSR。該器件提供兩個(gè)數(shù)據(jù)通道,可驅(qū)動(dòng)兩個(gè)FET柵極,每通道能為容性負(fù)載提供最高20 mA的電流。ADuM521x采用isoPower技術(shù),屬于集成隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器,為次級(jí)端提供足夠的功率,以較高的飽和速率和良好的柵極壓擺率切換分立式功率FET柵極。
將數(shù)字隔離器的高功率與信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力相結(jié)合,即可控制大電壓和電流。對(duì)FET的基本要求是其柵極閾值電壓應(yīng)低于器件提供的5V電壓。任何其他的電流和電壓組合都只受限于所選的FET。
上述示例電路采用IRF540N N溝道HEXFET構(gòu)建,柵極電阻為250 Ω。FET的背靠背配置可在器件導(dǎo)通時(shí)提供0V阻抗線性度,而在器件關(guān)斷時(shí)提供對(duì)稱電壓阻隔。如果需要常閉繼電器,可以使用P溝道FET。本電路可在高達(dá)100V電壓的情況下切換30A電流,導(dǎo)通時(shí)間約為20uS。相比基于光耦合器的SSR和機(jī)械繼電器,該速度極快。
數(shù)字隔離器具有最高5.5V的可調(diào)輸出電壓的額外優(yōu)勢(shì),為柵極驅(qū)動(dòng)閾值提供更多裕量。圖中未明確顯示設(shè)置輸出電壓的分頻器。詳情請(qǐng)參見(jiàn)數(shù)據(jù)手冊(cè)。
此基于isoPower的繼電器可調(diào)制kHz范圍內(nèi)的功率,其速度足夠快,可實(shí)現(xiàn)白熾燈泡的調(diào)光功能,或者為直流電機(jī)提供速度控制功能。采用合適的FET,可以輕松構(gòu)建線路功率開(kāi)關(guān)。這款功能豐富的開(kāi)關(guān)能以低于SSR模塊或光電MOS元件的成本構(gòu)建而成。