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繼電器基礎(chǔ)知識(shí)：技術(shù)篇-MOS FET繼電器
設(shè)計(jì)輸入側(cè)電源時(shí)的電流值概念
設(shè)計(jì)輸入側(cè)電源時(shí)的煩惱
機(jī)械式繼電器、MOS FET繼電器分別具有不同的特長(zhǎng)。
基于對(duì)MOS FET繼電器所具小型及長(zhǎng)壽命、靜音動(dòng)作等優(yōu)勢(shì)的需求，目前已經(jīng)出現(xiàn)了所用機(jī)械式繼電器向MOS FET繼電器轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)。
但是，由于機(jī)械式繼電器與MOS FET繼電器在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上完全不同，所以設(shè)計(jì)時(shí)需注意的要領(lǐng)也自然不同。
機(jī)械式繼電器通過(guò)施加線圈電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而MOS FET繼電器則是電流驅(qū)動(dòng)。采用不同于機(jī)械式繼電器的結(jié)構(gòu)，在投入電流時(shí)，輸入側(cè)的LED將會(huì)發(fā)光，輸出側(cè)的PDA(光電二極管陣列)根據(jù)受光量進(jìn)行發(fā)電并施加電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS FET繼電器。因此，驅(qū)動(dòng)MOS FET繼電器需要向LED投入多少電流成為設(shè)計(jì)上需要解決的課題。
LED的光量會(huì)因各種原因而發(fā)生變化。電流值越大，光量也就越強(qiáng)。此外，光量還會(huì)因長(zhǎng)期使用所致老化而逐漸變?nèi)酢Ｒ虼耍腴L(zhǎng)期使用，則需對(duì)經(jīng)年老化時(shí)的發(fā)光量加以考量。此外，如果環(huán)境溫度較高，驅(qū)動(dòng)MOS FET所需的電壓也會(huì)變高，所以需要比日常溫度下更大的電流。
MOS FET繼電器無(wú)法投入超出額定值的電流。如果未在設(shè)計(jì)上正確加入此些要素，則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障。
在這種輸入側(cè)的電源設(shè)計(jì)上，應(yīng)該存在各種令人煩惱的問(wèn)題。
這是因?yàn)槭褂昧薒ED，所以在設(shè)計(jì)上需要考量的事項(xiàng)與機(jī)械式繼電器時(shí)存在差異。
要領(lǐng)共有2個(gè)。
1. 周?chē)鷾囟拳h(huán)境的影響
2. LED的經(jīng)年老化
MOS FET繼電器相關(guān)回顧
首先，我們來(lái)回顧一下MOS FET繼電器的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理。
MOS FET繼電器是一款組合了半導(dǎo)體單元(LED、PDA、MOS FET)、實(shí)現(xiàn)了繼電器功能的部件。
如上所述，MOS FET繼電器通過(guò)向輸入側(cè)投入電流使LED發(fā)光，然后通過(guò)PDA將該光變?yōu)殡妷簛?lái)驅(qū)動(dòng)作為輸出單元的MOS FET執(zhí)行動(dòng)作。也就是說(shuō)，需要設(shè)計(jì)向LED投入適用電流、使PDA可不斷受光的輸入側(cè)電源。要領(lǐng)共有以下2點(diǎn)。
LED會(huì)伴隨使用逐漸經(jīng)年老化。輸入側(cè)的電流越高，老化速度越快，因此需設(shè)計(jì)解決此問(wèn)題的輸入側(cè)電流值。此外，不同的MOS FET繼電器商品所搭載的LED種類(lèi)不同，且經(jīng)年老化的速度也存在差異。
有些客戶出于“只要所選高電流在額定電流范圍內(nèi)就不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行問(wèn)題”的觀念而在設(shè)計(jì)上選擇了高電流值，這種情況下將會(huì)存在不足。輸入側(cè)的電流基本直接流入LED，從而導(dǎo)致LED老化且發(fā)光量下降。結(jié)果可能會(huì)造成MOS FET繼電器無(wú)法正常運(yùn)行，甚至還可能導(dǎo)致LED損壞而使MOS FET繼電器無(wú)法運(yùn)行。因此，要想確保正常運(yùn)行且長(zhǎng)期使用，則需在設(shè)計(jì)上采用合理光量使LED發(fā)光，并向輸入側(cè)投入合理的電流。
要領(lǐng)② 使用環(huán)境溫度的考量
LED的老化速度還會(huì)因使用的環(huán)境溫度條件而加速。使用的環(huán)境溫度越高，老化速度越快，所以應(yīng)基于這方面的考量設(shè)計(jì)輸入側(cè)的電流值。
要領(lǐng)③ 其他考量事項(xiàng)
還有一點(diǎn)，內(nèi)容并不僅限于我們的產(chǎn)品，同時(shí)也應(yīng)基于對(duì)客戶質(zhì)量的考量而采用確保安全的設(shè)計(jì)。這一點(diǎn)也希望在輸入側(cè)的電流值設(shè)計(jì)上得到反映。
輸入側(cè)電流值的計(jì)算公式
基于上述3點(diǎn)的考量，輸入側(cè)的電流值設(shè)計(jì)可能要求達(dá)到以下所示條件。
· 動(dòng)作LED正向電流設(shè)計(jì)值=IFT×α1×α2（×α3）
· IFT：觸發(fā)LED 正向電流???以商品目錄的最大額定值為基準(zhǔn)。
· α1：LED的經(jīng)年變化率???根據(jù)產(chǎn)品型號(hào)(所用LED)而異。
· α2：IFT的環(huán)境溫度變化???基于商品目錄的“觸發(fā)LED正向電流-環(huán)境溫度”圖表。
· α3：安全系數(shù)???電源的差異及老化、其他。
例如：G3VM-61G3型，假設(shè)在最高85℃的環(huán)境溫度下使用時(shí)，
· IFT：0.2mA（最大額定值、25℃）
· α1：基于10萬(wàn)小時(shí)后80%(減少20%)的LED預(yù)測(cè)經(jīng)年變化數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定? 1÷0.8=1.25
（環(huán)境溫度升高后將會(huì)加速變化，所以在85℃的環(huán)境溫度下使用時(shí)，40℃時(shí)的數(shù)據(jù)所示變化率也會(huì)增大，IF條件10mA也顯示在較低條件下使用時(shí)變化會(huì)變小。基于對(duì)該點(diǎn)的考量，本次設(shè)定為80%。）
· α2：基于觸發(fā)LED正向電流-環(huán)境溫度圖表所示25℃和85℃環(huán)境溫度的數(shù)值設(shè)定變化率
? 0.6mA÷0.2mA=3
動(dòng)作LED正向電流設(shè)計(jì)值=0.2mA×1.25×3（×α3）=約0.75mA（×α3）。
公司介紹：上海上繼科技有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及智能電網(wǎng)電力自動(dòng)化產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)為一體的高科技公司。擁有資深繼電保護(hù)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的檢測(cè)儀器及校驗(yàn)設(shè)備。同時(shí)還引用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，來(lái)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。本公司的產(chǎn)品廣泛用于電力、工礦、鐵路、建筑等國(guó)家重大工程輸配變電系統(tǒng)上，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)東南亞及中東地區(qū)。產(chǎn)品通過(guò)國(guó)家繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)，獲得ISO9001國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證。“科技創(chuàng)新，誠(chéng)信務(wù)實(shí)”是公司的經(jīng)營(yíng)理念，本公司以高超的技術(shù)支持和對(duì)用戶高度負(fù)責(zé)的售后服務(wù)贏得了輸配電成套企業(yè)的信賴(lài)，且樹(shù)立了良好的信譽(yù)。
公司主營(yíng)：繼電器（時(shí)間繼電器，電壓繼電器，電流繼電器，中間繼電器，信號(hào)繼電器，閃光繼電器，沖擊繼電器，同步檢查繼電器，接地繼電器，差動(dòng)繼電器，重合閘繼電器，絕緣監(jiān)視繼電器，雙位置繼電器，模數(shù)化繼電器），微機(jī)保護(hù)裝置，電力儀表，智能操控裝置
上海上繼科技有限公司（專(zhuān)注電力保護(hù)繼電器生產(chǎn)廠家）銷(xiāo)售熱線：021-57233089 QQ：1932551438
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