Was sind Opto-MOSFET-Relais? Wie funktionieren Opto-MOSFET-Relais?

Wie die OPTO-MOSFET-Solid-State-Relais von ['Toward'] funktionieren

Die resiliente, leistungsstarke und zuverlässige Schalttechnologie von ['Toward']

Was ist ein OPTO-MOSFET-Relais?

Ein OPTO-MOSFET-Relais—auch bekannt als opto-isoliertes Halbleiterrelais—verwendet Licht, um seinen Ausgangszustand zu steuern. Wenn eine LED auf der Eingangsseite Licht emittiert, erzeugt ein photovoltaischer Generator (PVG) eine Spannung zwischen den Gate- und Source-Anschlüssen des MOSFET-Chips, wodurch das Relais effektiv "eingeschaltet" wird. Diese lichtgesteuerte, kontaktlose Schaltarchitektur bietet optische Isolation zwischen der LED und den MOSFETs und maximiert die Durchbruchspannung zwischen den Eingängen (LED) und Ausgängen (MOSFET) des Relais. Zum Beispiel erreicht die 3.300V Lastspannung (53 Serie) von ['Toward'] Technologies eine Isolation von 5.000 VRMS, eine kritische Spezifikation für Benutzer, die Relais in Schutzschaltungen integrieren.

Wie OPTO-MOSFET-Relais funktionieren

OPTO-MOSFET-Relais nutzen eine proprietäre Photovoltaikgenerator (PVG) Struktur, um stabiles und präzises Schalten zu erreichen.Der Betriebsprozess ist wie folgt:

Eingangsstrom

Ein Strom wird an die Eingangsseite angelegt, der die interne LED mit Strom versorgt. Dieser Strom aktiviert die LED, die Licht emittiert. Aus diesem Grund geben die Datenblätter der OPTO-MOSFET-Relais "LED-Betriebsstrom" anstelle von "Nennspannung" an—LEDs sind stromgesteuerte Geräte.

Aktivierung des Photovoltaikgenerators (PVG)

Das emittierte Licht trifft auf den PVG, wo es durch den photovoltaischen Effekt in Spannung umgewandelt wird, ähnlich wie bei einem Solarpanel.

MOSFET-Gate-Ansteuerung

Die vom PVG erzeugte Spannung wird an den Gate-Anschluss des MOSFET angelegt, wodurch eine positive Gate-zu-Source-Spannung entsteht. Diese Spannung öffnet einen leitenden Kanal innerhalb des MOSFET.

Stromfluss

Sobald die Schwellenspannung des MOSFET erreicht ist, schaltet sich der MOSFET ein und ermöglicht den Stromfluss von Drain zu Source.

Für Gleichstromrelais wird ein einzelner MOSFET verwendet.
Für Wechselstromschaltungen werden typischerweise zwei MOSFETs in einer Antiserienkonfiguration (Source-Anschlüsse verbunden) geschaltet, um in beiden Polaritäten zu leiten.

Ausschaltprozess

Wenn der Eingangsstrom entfernt wird, schaltet sich die LED aus, wodurch die PVG-Spannungserzeugung stoppt. Die Gate-Spannung des MOSFET sinkt, und das Relais kehrt in seinen nicht leitenden (aus) Zustand zurück.

Prozessübersicht:Eingangsstrom → LED-Emission → PVG-Spannungserzeugung → MOSFET-Gatesteuerung → Stromfluss

Hauptvorteile von OPTO-MOSFET-Relais

Als Halbleiter-Schaltgerät bietet das OPTO-MOSFET-Relais wichtige Vorteile dank seiner nicht-mechanischen Struktur und optischen Isolation.Diese Vorteile umfassen:

Extrem lange Lebensdauer
Ohne mechanische Teile haben OPTO-MOSFET-Relais nahezu unbegrenzte Betriebslebensdauern. Beschränkt nur durch die Degradation der LEDs, können diese Relais oft mehr als 1 Milliarde Zyklen erreichen, im Vergleich zu traditionellen elektromechanischen Relais (EMRs), die typischerweise nur 10 Millionen Zyklen erreichen. Die Lebensdauer von OPTO-MOSFET-Relais ist hauptsächlich durch die Degradation der LED begrenzt. Alternative Designs, wie z.B. kapazitorgetriebene MOSFET-Relais, können die Einschränkung der LEDs umgehen und eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer erreichen.
Geräuschloser Betrieb
Kein hörbares Schaltgeräusch, was sie ideal für medizinische Geräte und Telekommunikationsanwendungen macht.
Schnelle Schaltgeschwindigkeit
Ermöglicht präzise Steuerung für Anwendungen, die schnelle Reaktionszeiten erfordern.
Starke elektrische Isolation
Vollständige Trennung zwischen Eingang und Ausgang bietet Systemschutz und Sicherheit.
Kompakte Größe
Unterstützt hochdichte modulare Designs und die Integration in platzbeschränkte Systeme.
Niedriger Eingangsstrom
Der LED-Antrieb benötigt minimalen Strom, was zu einem niedrigen Energieverbrauch und einem effizienten Betrieb beiträgt.

Warum die OPTO-MOSFET-Relais von ['Toward'] wählen?

Während viele OPTO-MOSFET-Relais allgemeine Vorteile wie kontaktloses Schalten, hohe Geschwindigkeit und Isolation bieten, liefern die einzigartigen Designs von ['Toward'] und vertikal integrierte Fertigung unvergleichliche Leistungs Vorteile:

Ultra-Hochspannungsfähigkeit (Bis zu 3300V auf einem einzelnen MOSFET)
Eine der wenigen Marken, die in der Lage sind, Hochspannungs-OPTO-MOSFET-Relais für anspruchsvolle Anwendungen in Elektrofahrzeugen, Energiespeichersystemen und industriellen Testern herzustellen.
Eigene PVG-Architektur
Die intern entwickelte PVG-Struktur bietet eine überlegene Licht-zu-Spannung-Umwandlung und treibt leistungsstärkere MOSFETs mit schnellerer Reaktionszeit an.
Ultra-niedriger Einschaltwiderstand (Rds(on))
Effizientes Design reduziert den Energieverlust und die thermische Abgabe – ideal für Hochfrequenz- oder Hochstromlasten.
Außergewöhnliche Leckagekontrolle
Bietet stabile, ultra-niedrige Leckstromleistung selbst bei erhöhten Temperaturen – perfekt für präzise Testsysteme. Das neueste Chipdesign von ['TOWARD'] kann Leckströme im Nanoampere-Bereich erreichen.
Lichtgesteuertes Schalten ohne Kontaktprellen
Optische Steuerung eliminiert mechanische Kontakte vollständig und vermeidet Lichtbogenblitze, Kontaktprellen oder EMI-Probleme – besonders kritisch in Hochspannungs- oder signalempfindlichen Umgebungen.
Zertifiziert für Automobil- und globale Sicherheitsstandards
Entspricht UL, VDE und RoHS; hergestellt nach AEC-Q101 Automobil-Qualitätsstandards, um Zuverlässigkeit in BMS, OBCs, Ladegeräten und anderen EV-Systemen zu gewährleisten.
Hohe Fertigungsanteile im eigenen Haus
Von der Wafer-Bearbeitung bis zur Verpackung und Endprüfung wird die gesamte Produktion intern verwaltet, um konsistente Qualität und zuverlässige Lieferzeiten sicherzustellen.
Flexible Anpassungsoptionen
Maßgeschneiderte Verpackungen, Pin-Layouts und Spannungs-/Strombewertungen sind für anwendungsspezifische Bedürfnisse verfügbar.

Anwendungen von ['Toward']s OPTO-MOSFET-Relais

Die OPTO-MOSFET-Relais von ['TOWARD'] werden in den folgenden Sektoren häufig eingesetzt:

- Elektrofahrzeuge (EV) und Ladesysteme
BMS, Batteriemodule und OBCs, die eine hochgeschwindigkeits- und sichere Isolation erfordern—AEC-Q101 zertifiziert
- Hochspannungstest & elektrische Isolation
Dielektrische Tester, Isolationsanalysatoren für Kondensatoren und Validierung von Leistungsmodulen—sicherstellen, dass ein sicheres, bogenfreies Schalten gewährleistet ist
- Halbleiter-Test- & Messgeräte
Unterstützt hochdichte, hochgeschwindigkeits Signalumschaltung mit minimalem Leckstrom und niedrigem Rds(on)
- Medizinische Geräte
Geräuschloser Betrieb und elektrische Isolation erhöhen die Sicherheit in Diagnose- und Überwachungsgeräten
- Kommunikations- & Netzwerkmodule
Signalrouting und Modulumschaltung mit hoher Signalintegrität und Störfestigkeit

Fazit

['Toward'] Technologien' OPTO-MOSFET-Relais kombinieren optische Isolation mit Hochspannungsumschaltung bis zu 3.300V, was sie ideal für Elektrofahrzeuge, Energiespeicherung und präzise Tests macht. Mit einem proprietären photovoltaischen Generator (PVG) und Hochleistungs-LEDs bieten diese Relais eine ultraschnelle, geräuschlose und effiziente Leistung mit Lebensdauern von bis zu 1 Milliarde Zyklen. Entwickelt für automotive-grade Zuverlässigkeit und intern hergestellt für konsistente Qualität, eliminieren die Relais von ['Toward'] mechanische Kontaktprobleme und gewährleisten stabiles, niederohmiges und kontaktfreies Schalten ohne Kontaktprellen für anspruchsvolle industrielle und Hochspannungsanwendungen.

Bereit, Ihr nächstes Design zu optimieren? Nehmen Sie Kontakt mit ['Toward'] auf, um das ideale OPTO-MOSFET-Relais für Ihre Anwendung zu finden.

Mos-Relais: SiC MOSFET-Relais (1500V bis 6600V)
Durch den Einsatz von Siliziumkarbid-MOSFETs in unseren optisch gekoppelten Relais werden die Lastspannungen auf bis zu 3300V erhöht, mit 6600V in der Entwicklung. Die Eingangs-/Ausgangsdurchbruchspannung liegt bei 3750V und 5000V. Diese Hochlastspannungs-Opto-SiC-MOSFET-Relais sind AEC-Q101-zertifiziert und werden in den Reinräumen der 1K-Klasse von ['Toward'] hergestellt.

Opto-MOSFET-Relais (60V bis 600V)
Unsere Produktlinie der allgemeinen Opto-MOSFET-Relais umfasst Opto-MOSFET-Relais, die eine Lastspannung von 60V bis 400V unterstützen. Mit Kontaktanordnungen in Form A, Form B und Form C, die sowohl in AC- als auch in DC-Anwendungen anwendbar sind.

Opto-MOSFET-Relais (600V bis 1500V)
Unsere Produktlinie der Hochlastspannungs-Opto-Si-MOSFET-Relais umfasst Opto-MOSFET-Relais, die Spannungen von 600V bis 1500V belasten können. Wir bieten auch Spannungsoptionen über 1500V bis zu 3300V an. Bitte sehen Sie sich die Unterkategorie "SiC-Chip" für Opto-MOSFET-Relais an, die Spannungen von 1800V bis 3300V belasten.

AEC-Q101 zertifizierte Opto-MOSFET-Relais
Eine Reihe unserer Opto-MOSFET-Relais ist nach AEC-Q101 zertifiziert, um Kunden in der Automobilindustrie zufriedenzustellen. Sie umfassen die 45-Q-Serie (60V / 200mA), die 47-Q-Serie (80V / 1,25A), die 30-Q-Serie (400V / 100mA), die 38-Q-Serie (400V / 70mA) und die 58-Serie (1800V / 30mA SiC MOSFET). Alle unsere Opto-MOSFET-Relais werden in unserer Fabrik in Hsinchu mit IATF16949-Automobilzertifizierung hergestellt.

Opto-MOSFET-Relais ( > 1Amp)
Unsere Produktlinie der Hochlaststrom-Opto-Si-MOSFET-Relais kann Ströme von 1Amp bis 7Amps laden. Diese optisch gekoppelten Miniatur-Opto-MOSFET-Relais sind sowohl in AC- als auch in DC-Anwendungen mit Kontaktoptionen in Form A und Form B anwendbar.