光耦合继电器(Opto-MOSFET Relay) 与固态继电器(SSR) 的差别在哪里? | 拓緯股份有限公司

拓緯股份有限公司FAQs - 光耦合继电器(Opto-MOSFET Relay) 与固态继电器(SSR) 的差别在哪里?.拓緯是继电器的专业制造商。主要产品有:磁簧继电器、光耦合继电器、射频微机电开关、碳化矽光耦合继电器、固态继电器。 .拓緯主要研发生产:半导体式光耦合继电器、磁簧继电器、固态继电器、微机电开关。主要服务产业有:半导体测试(八成市占率)、电动车电池管理系统(BMS)、工业、电信基地台等

光耦合继电器(Opto-MOSFET Relay) 与固态继电器(SSR) 的差别在哪里?

拓緯是继电器的专业制造商。主要产品有:磁簧继电器、光耦合继电器、射频微机电开关、碳化矽光耦合继电器、固态继电器。

光耦合继电器(Opto-MOSFET Relay) 与固态继电器(SSR) 的差别在哪里?

固态继电器(Solid-State Relays,简称SSR)以电子元件取代传统机械接点,能透过半导体元件进行电路切换,因此广泛应用于工厂自动化与精密测试系统等领域。在固态继电器的众多架构中,光耦合继电器(Opto-MOSFET Relay)是最常见且应用最广的一种。
 
本篇FAQ 将说明两者的定义、工作原理与关键差异,并解析工程师在不同应用场景中应如何选择合适的继电器类型。

名词定义

固态继电器(Solid-State Relay, SSR)
以半导体元件取代传统机械接点的电子开关。多数固态继电器在控制端与负载端之间具备电气隔离功能。
光耦合继电器(Opto-MOSFET Relay)
固态继电器的一种形式,输入端使用LED进行光隔离,输出端使用MOSFET (通常为背对背配置,以实现双向阻断)。市面上也常被称为「PhotoMOS」或「MOSFET SSR」。
可控矽固态继电器(Triac/Thyristor SSR)
这是固态继电器的另一种常见架构,输出端采用双向可控矽(Triac)或可控矽(Silicon Controlled Rectifier, SCR)对组设计,主要用于交流负载(AC loads)

运作原理概述

  1. 输入与隔离:
    光耦合继电器与可控矽固态继电器通常皆采用输入LED。当LED 被导通时,会穿越隔离层发出光讯号,以实现控制端与负载端的光隔离。
  2. 输出:
    • 光耦合继电器:光讯号触发驱动器以导通MOSFET。背对背配置的MOSFET 允许电流双向流动,并能双向阻断电压。
    • 可控矽固态继电器:光讯号触发可控矽导通,并在交流波形的半周期间保持导通,直到电流降至其保持电流(Holding Current)以下,通常发生于下一次过零点(Zero-Cross)时。 .

关键差异

比较项目光耦合继电器可控矽固态继电器
输出元件MOSFET(s) (多为背对背配置)Triac 或SCR 对组
适用电压/ 负载类型 DC 与AC (于额定电压内可双向阻断) 仅限AC (于电流过零时自然关断)
关断漏电流 (nA–µA 级) 较高(可能达mA 级,受器件与吸收电路影响)
导通特性 低导通电阻R ON (损耗为I·R)以固定压降为特征
关断电容 (较少串扰/耦合导通)通常未特别强调
开关控制 快速、精确,不受波形相位限制 常见具过零导通(zero-cross)随机导通(random turn-on)功能,用于AC 控制
典型优势精密讯号、量测、DC 路径应用具成本效益的AC 负载控制

继电器选用建议

选择光耦合继电器(Opto-MOSFET Relay)
当您需要:
  • 低漏电、低电容
  • 干净的开关特性
  • 可(于额定范围内)同时处理DC 与AC
适用于:量测仪器资料撷取半导体测试电池系统讯号多工切换等应用。
选择可控矽固态继电器(Triac / Thyristor SSR)
当您需要:
  • 控制AC 负载,如:加热器、照明、部分马达
  • 过零导通(Zero-Cross Switching)功能,以降低EMI与突波
适用于:工业设备大功率交流应用

固态继电器的主要应用

  • 精密量测与测试:光耦合继电器在力/电流感测路径(Force/Sense Path)矩阵切换高阻抗节点中表现优异,能有效控制漏电与耦合干扰。
  • 电池与电动车电池管理系统:结合光隔离nA 至µA 级漏电与精准控制的导通电阻(On-Resistance),非常适合用于感测与保护电路
  • 设施与工业AC 负载:可控矽固态继电器是控制加热器照明设备AC 负载的实用且经济方案,常采用过零导通(Zero-Cross)设计以降低EMI

拓緯的解决方案

在拓緯,我们从内而外设计每一颗继电器。公司内部的研发团队同时设计MOSFET光伏发电晶片(Photovoltaic Generator, PVG),让我们能完全掌握核心开关元件的性能。这种垂直整合的设计方式,让我们在导通速度、负载电压、导通电阻负载电流能力等关键指标上都能达到业界领先水准,而这些优异表现不仅止于数据,更在实际量产中获得验证。
此外,我们的生产线有超过90%在自有工厂完成,确保品质一致性、可追溯性大规模生产的稳定性。凭借多年量产经验,让拓緯能在维持高性能的同时,提供极具竞争力的价格。
重点产品系列与主要规格
  • 42 Series - 连续负载电流最高可达5A
  • 53 Series - 负载电压最高可达3,300V
  • 74 Series -常闭型(Normally-Closed)配置
  • AS Series - 提供12 mm 爬电距离,具高绝缘强度
  • 46 Series -输出电容仅约3 pF,降低串扰与寄生耦合
无论您优先考量的是漏电流电容电流电压,或绝缘设计,拓緯各系列产品都能针对您的实际需求提供明确对应的解决方案。
拓緯光耦合继电器内部结构

重点总结

  • “SSR”是固态继电器(Solid-State Relay)的总称。
  • 光耦合继电器属于MOSFET 输出型固态继电器,采用光隔离设计,具备低漏电流低电容快速且精确的开关控制,并可支援DC与额定范围内的AC负载。
  • 可控矽固态继电器仅适用于AC的类型, 具备坚固耐用高成本效益特性,常用于具过零导通功能的交流负载控制。
光耦合继电器
SMD-6, 60V/ 5A, 光耦合继电器

42 系列为SMD-6 封装,负载电压60V,负载电流最高可达5A,为常开型IC 固态继电器(1 Form A).

SMD6-5, 3300V/ 300mA, 光耦合继电器(SiC MOSFET)

53 系列为SMD6-5 封装,负载电压最高可达3,300V,负载电流0.3A,为常开型IC 固态继电器(1 Form A).

SMD4, 400V/ 90mA, 光耦合继电器, SPST-NC (1 Form B)

74 系列为SMD-4 封装,负载电压400V,负载电流90mA,为常闭型SPST 接点结构(1 Form B) IC 固态继电器。

SO-16, 3300V/ 350mA, 光耦合继电器(SiC MOSFET)

AS53F 为SMD6-5 封装,负载电压最高可达3,300V,负载电流0.3A,为常开型IC 固态继电器(1 Form A),具备12 mm 爬电距离,拥有高绝缘强度。

SMD-4, 80V/ 80mA, 光耦合继电器

46 系列提供80V 负载电压与最高80mA 负载电流,输出电容约3 pF,可有效降低讯号串扰与寄生耦合。


拓緯公司简介

拓緯股份有限公司是一家专业在继电器研发与生产的制造商. 成立于西元1988年并拥有超过37年的射频微机电开关,光耦合继电器,磁簧继电器,固态继电器制造经验。除半导体市场外,车用电子、通讯基地台、射频讯号、军用市场等领域,皆不难发现拓緯的足迹。