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[试用评测] 【东芝TLP3547光继电器评估板】1几种继电器的对比

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发表于 2019-8-20 16:33:04
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今天收到了东芝光继电器模块,该模块基于TLP3547光继电器芯片,可用于该芯片的方案评估。模块包装比较简单,是个塑料小盒。
模块包装.JPG
打开盒子以后,可以看到这个小模块,正面那颗显眼的白色芯片正是TLP3547。
模块照片.JPG
模块的背面的贴片电阻焊盘上,非常淘气地用了一个直插电阻。虽然是直插电阻,但是引脚成型很规整,并有透明滴胶固定。这么做要比直接焊接一个0402电阻上去麻烦得多,也许,选择直插电阻,是后期特意设计上去的。
背面的电阻.JPG
TLP3547有多种封装,有的直插,有的贴片。比如我们拿到的是TLP3547F(LF4,TP4)。
封装.JPG

这种封装要比常规的机械继电器小很多。下面几幅图直观地展示了几种继电器的大小。
首先是TLP3547,核心芯片只有大约1厘米,模块把芯片引脚扩展到与普通机械继电器差不多的尺寸是为了方便接线。
光继电器.JPG
接着是微型机械继电器,规格是220V 3A,其中线圈电压5V。体积上比光继电器大了一大圈。
机械继电器.JPG
然后是交流固态继电器,由于可控硅需要散热,所以硕大的散热片是必不可少的,因此体型更加巨大。
固态.JPG

为什么光继电器可以做得那么小呢?我们来看看它的原理图。
原理图.JPG
其中,2和3脚是LED,用于隔离输入。它的正向导通压降1.64伏,额定电流5mA,最大电流10毫安;因此,当接入5V或12V控制信号时需要限流电阻。
5和8引脚为控制输出,导通和关断时间与负载有关。25摄氏度下,当输入信号5mA,控制电压20V,控制负载200欧时;导通时间小于5毫秒,平均2.5毫秒;关断时间小于1毫秒,平均0.1毫秒。
下图是测试用原理图
示例原理图.JPG
这个模块支持3种连接方式,上图的测试图正是对应了A型连接。
下图展示了3种连接的原理图,其中,A型连接适用于交流或直流的开关控制,B和C适用于控制直流的场合。
其他原理图.JPG
下图是模块引脚,模块的1和2对应于TLP3547的2和3脚,分别输入信号正和信号负;模块4和3脚对应于TLP3547的8和5脚。对于直流负载,可以把被控正极串接负载后接入4脚,被控负极接到模块3脚。根据原理图,模块3和4这两个脚可以对换。
模块引脚.JPG
通过以上信息,我们可以总结光继电器的特点,1小型化,2控制输入电流小,3场效应管可快速通断并且内阻小。

经过比较,我们可以对照列举一下固态继电器、机械继电器和光继电器之间的特点。

1寿命。机械继电器有弹簧触点,寿命较短。固态继电器和光继电器都没有机械部件,寿命长。
2 控制电压。机械继电器和固态继电器都可以控制220V交流电,但是光继电器受场效应管耐压的限制,电压较小,最大只有直流48V,交流32V。
3 电流。微型机械继电器和光继电器的电流都不大,为5A。大型的机械继电器的电流可以大一些。固态继电器的电流可以很大,但是需要散热。另外,固态继电器的输出端都有RC吸收电路,因此会有轻微的漏电流。
4 隔离电压。机械继电器的隔离电压较小,固态继电器和光继电器的输入是LED,所以隔离电压都较高。
5 开关时间,机械继电器受开关本身惯量的限制,开关时间较长。光继电器和固态继电器都可以快速关断。其中,某些固态继电器为了防止对电网造成冲击,设计了过零检测,这种固态继电器必须到交流波形过零时候才会开断。
6 驱动电流。机械继电器需要驱动线圈,需要的电流较大。光继电器和固态继电器的驱动只需要点个LED,驱动电流小。

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