Przekaźniki półprzewodnikowe z barierą optyczną

Przekaźniki półprzewodnikowe z barierą optyczną

W ofercie firmy Masters pojawiła się ciekawa rodzina produktów będących optoprzekaźnikami. Ich producentem jest firma IN&OUT Electronic Corporation (IOEC), która wyspecjalizowała się w wytwarzaniu takich komponentów.

Optoprzekaźnik (PhotoMOS) to półprzewodnikowa wersja klasycznego elektromechanicznego elementu znanego od przeszło stu lat. Wykorzystuje on świetlną barierę galwaniczną do zapewnienia izolacji obwodu wejściowego i wyjściowego.

Na wejściu przekaźnik zawiera diodę

LED, która jest źródłem światła sterującym działaniem obwodów wyjściowych. Emitowane promieniowanie pada na fotodiodę, która jest źródłem napięcia, w dalszej kolejności sterującą działaniem tranzystorów MOSFET pracujących na wyjściu.
Zaletami przekaźników w porównaniu do elementów elektromechanicznych PhotoMOS są:

  • brak styków mechanicznych, co skutkuje dłuższą żywotnością,
  • mniejsza wymagana moc sterująca,
  • większa prędkość przełączania,
  • wyższe napięcie przebicia izolacji między wejściem a wyjściem,
  • niski prąd upływu między stroną pierwotną a wtórną.

Przekaźniki PhotoMOS są szeroko stosowane w wielu aplikacjach takich jak sprzęt pomiarowy, komunikacyjny, zabezpieczający, medyczny itp. Na rysunku 1 pokazano, jak wygląda konstrukcja tego elementu.

Rysunek 1. Konstrukcja przekaźnika PhotoMOS

Minimalizacja przestrzeni projektowej i instalacyjnej

Producent oferuje przekaźniki w kilku wersjach obudów, takich jak SOP4, DIP4, SMD4. Są to 4-wyprowadzeniowe obudowy o wymiarach zbliżonych do tych znanych z optoizolatorów, co oznacza, że wymiana przekaźników z tradycyjnych elektromechanicznych na technologię PhotoMOS może znacznie przyczynić się do miniaturyzacji sprzętu.

Rysunek 2. Gama dostępnych obudów

Wysoka niezawodność = dłuższa żywotność

Zasada działania przekaźnika Photo-MOS polega na tym, że światło wytworzone przez diodę LED jest zamieniane na napięcie sterujące bramką tranzystora MOS. Do tego wykorzystywana jest fotodioda, która pełni funkcję ogniwa fotowoltaicznego, co w efekcie uruchamia przekaźnik. Dzięki temu nie ma więc styków mechanicznych, a tym samym zużycia w kolejnych cyklach pracy (liczba przełączeń jest nieograniczona, a sam element nie wymaga konserwacji).

Rysunek 3. Wersja 2-kanałowa optoprzekaźnika

Mały prąd sterujący i szybka komutacja

Ponieważ elementem wyzwalającym przełączenie jest dioda LED, wymagany prąd sterujący wynosi tylko od 3 do 5 mA, stąd sprawność tego elementu jest dużo większa niż klasycznego przekaźnika.

Zastosowanie wyzwalania optycznego zapewnia z jednej strony wysoką szybkość działania, a z drugiej bezgłośną pracę, bo nie ma elementów mechanicznych.

Przełączanie napięciowe i przy pełnym prądzie

Przekaźniki PhotoMOS mogą być zastosowane do realizacji tzw. przełączania napięciowego, czyli w aplikacjach, w których w stanie rozłączenia pomiędzy stykami występuje znamionowe napięcie pracy.

W przypadku przekaźnika mechanicznego przełączanie przy pełnym napięciu lub rozłączanie znamionowego prądu (możliwość powstania łuku na stykach) to najbardziej niekorzystne przypadki pracy wpływające na zużycie styków, a tym samym na liczbę cykli przełączeń.

W przypadku przekaźnika półprzewodnikowego oba wymienione zjawiska nie oddziałują negatywnie na żywotność elementu.

Jakość potwierdzona certyfikatami

Firma In & Out z siedzibą na Tajwanie została założona w 1996 roku i dzisiaj ma dwie fabryki zlokalizowane w Xiamen oraz Ningbo (Chiny). IOEC dzięki wieloletniemu doświadczeniu specjalizuje się w projektowaniu i produkcji przekaźników mechanicznych, przekaźników PhotoMOS oraz gniazd, które wytwarza na automatycznych liniach produkcyjnych. Firma nieustannie poprawia wydajność i miniaturyzuje oraz rozszerza serie produktowe przekaźników mechanicznych i PhotoMOS, aby zapewnić użytkownikom 100% satysfakcji.

W zakładach produkcyjnych IOEC są wdrożone kompletne systemy jakości ISO9001 i IATF16949, a produkty przeszły certyfikację według wymogów UL, CUL, VDE, TUV, CQC, CE.

W ofercie dostępnych jest wiele typów przekaźników i gniazd, w tym serie: telekomunikacyjne, ogólnego przeznaczania, dużej mocy i wysokoprądowe, motoryzacyjne, przemysłowe, do załączania silników oraz PhotoMOS. Dostępne są również wersje spersonalizowane wg wytycznych klienta.

Przekaźniki IOEC mają zastosowanie w systemach magazynowania energii, inteligentnych licznikach, sprzęcie telekomunikacyjnym, przyrządach pomiarowych, sprzęcie medycznym, sterownikach PLC, tablicach sterowania I/O, aplikacjach motoryzacyjnych, aplikacjach AGD, automatyce przemysłowej/fabrycznej, komputerach osobistych, pojazdach elektrycznych, w akumulatorowych systemach BMS, teleinformatyce, systemach bezpieczeństwa i innych.

Więcej informacji:
 
MASTERS Sp. z o.o., ul. Objazdowa 5b, 83-010 Straszyn k. Gdańska, tel. 58 691 06 91, www.masters.com.pl
Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
grudzień 2021

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik styczeń 2022

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio styczeń - luty 2022

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje grudzień 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna styczeń 2022

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich styczeń 2022

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów