光电二极管和固态光耦继电器

    用于高压/大功率设备控制的设备，其高压输出和低压输入之间需要有良好的电绝缘。在这种情况下，依靠一层氧化硅、几个原子厚来提供所需的绝缘层并不是一个真正的选择。当故障发生时（在大功率电路中更容易发生故障），结果可能是灾难性的，不仅对电路元件，而且对此类设备的用户也是如此。需要的是物理隔离（即输入和输出之间根本没有电气连接）。幸运的是，这个问题有现成的解决办法。当今许多大功率电路由微处理器等低压、低电流电路控制，使用光电器件（如光电三元管、光晶闸管和固态继电器）来隔离低功率和高功率电路。

    控制装置必须能够处理高电压，包括由于感应负载的反电动势而可能出现在交流或直流输出电路中的非常高的电压尖峰，以及可能随机出现在主（线路）电源上的电压尖峰。此外，当负载（如电机或白炽灯打开时）出现的高值浪涌电流（远高于正常“运行电流”），可能要求控制装置的额定值必须能够处理高达正常“运行”电流40或50倍的浪涌电流。选择的控制装置还必须确保输入和输出电路之间的电气隔离。除这些标准外，控制装置周围的电路还必须提供防止危险情况的保护措施。例如，为所使用的固态设备提供足够的散热片。此外，还需要特殊的快速熔断器或断路器，以防止由于电流过载而损坏半导体。

    在这组光耦合器中，光三元组、光scr或光二极管/MOSFET组合取代了光耦合器件模块描述的光电二极管和光晶体管，并且也容易以集成电路（IC）的形式用于切换相对低功率的AC或DC负载。大功率固态继电器（SSR）使用的集成电路和额外的“内置”电路，以安全可靠地处理高压、大电流负载。

    光晶闸管用于开关交流负载，但固态继电器使用功率MOSFET晶体管，可以开关交流或直流。低功耗固态继电器，基本上由一个光三端双向晶闸管电路组成，可以用作传统的集成电路，安装在印刷电路板上。或者，这些低功率光耦可以与大功率TRIAC或SCR以及额外的安全组件（如散热器和脉冲抑制组件）一起封装在一个绝缘外壳内，安装在更大的机架式固态继电器（SSR）中，该继电器只有四个或五个螺旋式重型端子，可作为电源（线路）电源使用开关和可替代多种类型的机电继电器。

    基本MOSFETSSR的典型电路。通过LED的大约20mA电流足以激活代替机械继电器触点的MOSFET。LED发出的（红外线）光照射在由许多光电二极管组成的光伏单元上。因为单个光电二极管只会产生非常低的电压，所以光伏单元中的二极管被布置成串联/并联阵列，以产生足够的电压来打开mosfet。

    代表MOSFETSSR的一个基本示例，说明如何安排输出以允许SSR切换AC或DC负载。有许多类似的固态继电器可用于满足不同的交流和直流输出电压和电流要求，它以6针DIL封装的形式制造，能够代替单极机械继电器来切换交流或直流电压高达400V（峰值），电流高达140mAAC或210mADC。其他芯片可用作双极、常闭（NC）、常开（NO）和带有各种额外设施的转换继电器。固态继电器的输出电压和电流额定值范围也很广，有一系列的封装类型，从表面安装的小部件到复杂的多引脚芯片，以及用于电气控制柜机架安装的大电流实例。有关固态光耦继电器的更多信息可以通过本司官方网站来进行查询相关信息进行了解。