固态继电器是一种控制信号电源与驱动负载电源隔离的驱动器器件。一般的固态继电器常用晶闸管（可控硅）作功率开关驱动负载，笔者采用低电压功率MOSFET作功率开关设计了低电压直流固态继电器。它电路简单，适合自行制作。用晶闸管作开关与用功率MOSFET作开关最大的差别是，晶闸管导通时的管压降0.7~1V，而低电压功率MOSFET作开关，由于其导通电阻小，在相同的驱动电流下其管压降要比晶闸管小得多，这不仅减小器件功耗，更适合工作于低电压的场合。

　　低电压直流固态继电器电路
　　
　　上图是由P管作功率开关的直流固态继电器，中图是用N管作功率开关的电路。它们主要由光电耦合器及功率MOSFET组成。

　　上图的工作原理是，VCON控制端施加TTL逻辑高电平（VCON端常与微处理器）或微控制器的I/O口直接接口，以实现隔离驱动）。控制信号电压经限流电阻R1及红外发光二极管到地形成红外发光二极管正向电流IF。红外发光二极管发出的红外线使光电三极管导通，产生集电极电流l。。R2的两端与P管的源极S及栅极G相连接，lc流过R2产生的压降( lcxR2)给P管提供了-VGS。若-VGS≥ 5V，P管可提供足够大的漏极电流-ID，以满足负载的需要。

　　中图与上图的差别仅仅是采用N管作功率开关，其工作原理与上图完全相同，读者可自行分析。

　　光电耦合器的主要参数由上图、中图所知，这里采用的光电耦合器（以下简称光耦）的输出部分是光电三极管组成的。光耦可采用摩托罗拉公司的4N25或4N38 -类器件，这是该公司早期产品，本文推荐东芝公司的TLP121、TLP124及LIP127．它具有更好的性能，并且是贴片式封装，使整个直流固态继电器有更小的尺寸。

　　光耦的主要参数有：集电极击穿电压V(BR)CEO(即耐压)、光电三极管最大输出电流ICM.绝缘电压Vlso及电流传输比。

　　电流传输比( Current TransferRatio)是在一定的工作条件下(IF及VCE)光耦的输出电流lc与输入电流IF的比值，一般用百分比表示。其值为几十到几百，达林顿输出型可上千。电流传输比大，在同样的I，下，输出电流lc大，驱动负载的功能也较强。

　　几种适合作固态继电器的光耦的主要参数如下表所示。

　　4N25、4N38的管脚排列如下图所示，TLP121及TLP124的管脚排列如右图所示（TLP127的内部结构不同，但管脚排列与TLP121相同）。

　　TLP121其它参数：IF最大值50mA；lc最大值300mA；开关频率可达500kHz。

　　光耦及功率MOSFET的选择
　　
　　上图、中图的电路十分简单．主要选择合适的光耦及功率MOSFET，另外确定电阻R1—R3的值。在选择前应了解负载最大的工作电压VCC、负载的种类（电阻性的还是电感性的）、最大的负载电流IL及工作环境温度。

　　从上图，中图可知，负载电源Vcc是加在光耦的C极及E极，同时加在MOSFET的源极及漏极。所以光耦的V I BR)CEO必须大于最大的Vcc;功率MOSFET最大的VDS必须大于最大的VCCo特别是当负载电源Vcc不稳压时，要防止电源电压的变动而造成VDS的过压，在设计时要留有余地。另外，在感性负载时要将感应电势的因素考虑进去或采取在负载上并联肖特基二极管的措施。

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