工程師已經(jīng)研究和開發(fā)了可以代替機(jī)械繼電器的固態(tài)繼電器設(shè)備。與機(jī)械繼電器相比，這些固態(tài)繼電器具有更高的可靠性，更快的切換時間，沒有切換彈跳以及更小的尺寸。但是隨著這些優(yōu)點的出現(xiàn)，帶來了使設(shè)計人員和用戶不愿使用固態(tài)繼電器的缺點。諸如較高的成本和較高的相對導(dǎo)通電阻的缺點。本文討論了汽車級光伏驅(qū)動器和分立MOSFET，以形成光隔離的固態(tài)繼電器。

 

借助光伏驅(qū)動器，設(shè)計人員可以從廣泛的汽車級MOSFET產(chǎn)品組合中進(jìn)行選擇，以構(gòu)建滿足所需電壓和電流額定值的光隔離固態(tài)繼電器。鑒于當(dāng)今市場上具有競爭力的MOSFET價格，將光伏驅(qū)動器與一個或兩個分立的MOSFET結(jié)合使用以形成固態(tài)繼電器是替代機(jī)械繼電器的理想選擇。

具有兩個增強(qiáng)型NMOS的1-Form A

 

當(dāng)與兩個背對背MOSFET結(jié)合使用時，該結(jié)合形成一個雙向開關(guān)。圖1所示的配置由兩個增強(qiáng)模式N溝道MOSFET組成，它們構(gòu)成一個1-Form A（單極，單擲，常關(guān)）繼電器。圖2所示的配置由兩個耗盡型N溝道MOSFET組成，它們構(gòu)成一個1-Form B（單極，單擲，常開）繼電器。

 

具有兩個耗盡NMOS的1-Form B

 

光伏驅(qū)動器的基本結(jié)構(gòu)光伏驅(qū)動器的輸入側(cè)是一個發(fā)光二極管（LED），并使用TTL或緩沖CMOS邏輯進(jìn)行驅(qū)動。需要一個限流電阻來限制流過LED的電流。推薦的輸入電流為10mA至20mA。

 

光電驅(qū)動器的檢測器側(cè)由串聯(lián)的光電二極管組成。

 

當(dāng)電流被驅(qū)動到輸入側(cè)的LED時，來自LED的光產(chǎn)生光電流流向為MOSFET的柵極充電的光電二極管串。產(chǎn)生的光電壓與切換和保持電源設(shè)備導(dǎo)通所需的光電二極管數(shù)量成正比。