固态继电器6引脚DIP型A型触点SSR数据手册 - 60V至600V输出

1. 产品概述

本文档详细阐述了一系列采用6引脚DIP（双列直插式封装）配置的通用固态继电器（SSR）。这些器件为单刀单掷（A型）继电器，即提供常开（NO）触点。它们旨在广泛替代传统机电继电器（EMR），凭借无运动部件的设计，提供卓越的可靠性、更长的使用寿命以及静音运行。

其核心技术涉及输入侧的AlGaAs红外LED，通过光耦合至高电压输出检测电路。该检测电路由光伏二极管阵列和MOSFET组成，能够控制交流和直流负载。光隔离在低压控制电路与高压负载电路之间提供了高隔离电压（5000 Vrms），增强了系统安全性和抗噪能力。

2. 主要特性与优势

常开（A型）配置：简单的单通道开关。
低工作电流：输入LED所需驱动电流极低，使其兼容低功耗逻辑电路和微控制器。
宽输出电压范围：提供输出耐受电压从60V到600V的型号（EL606A、EL625A、EL640A、EL660A），满足不同应用电压等级需求。
低导通电阻：基于MOSFET的输出提供低导通损耗，提高效率并减少发热。
宽工作温度范围：可在-40°C至+85°C范围内可靠工作，适用于工业和恶劣环境。
高隔离电压：输入与输出之间5000 Vrms的隔离确保了安全性，并保护敏感的控制电子设备。
行业认证：通过UL 1577、UL 508、VDE、SEMKO、NEMKO、DEMKO、FIMKO和CQC标准认证，确保符合国际安全与性能要求。
封装选项：提供标准通孔DIP和表面贴装（SMD）引脚形式变体。

3. 技术规格详解

3.1 绝对最大额定值

这些是应力极限，超出此极限可能导致器件永久性损坏。操作应始终在此极限内进行。

输入（LED侧）：最大正向电流（IF）为50 mA，脉冲条件下的峰值正向电流（IFP）为1 A。反向电压（VR）限制为5 V。
输出（开关侧）：击穿电压（VL）定义了输出可承受的最大阻断电压，范围从60V（EL606A）到600V（EL660A）。连续负载电流（IL）因型号和连接类型（A、B、C）而异，从50 mA到800 mA。脉冲负载电流（ILPeak）也针对短时浪涌进行了规定。
隔离：输入与输出之间可承受5000 Vrms电压1分钟。
热特性：工作温度范围为-40°C至+85°C。存储温度可达125°C。最大焊接温度为260°C，持续10秒。

3.2 光电特性

这些参数定义了SSR在25°C下的工作性能。

输入特性：LED在10mA时的典型正向电压（VF）为1.18V。反向漏电流（IR）极低（<1 µA）。
输出特性 - 关断状态：SSR关断时的漏电流（Ileak）规定最大为1 µA，表明其具有优异的阻断能力。
输出特性 - 导通状态：关键参数是导通电阻（Rd(ON)）。该值在不同型号和连接类型间差异显著：
- 连接方式A：额定电流最高，Rd(ON)最高（例如，EL606A：典型值0.75Ω，最大值2.5Ω）。
- 连接方式B：额定值均衡，Rd(ON)中等。
- 连接方式C：额定电流较低，Rd(ON)最低（例如，EL606A：典型值0.2Ω，最大值0.5Ω）。
选择涉及最大负载电流与功耗（I²R损耗）之间的权衡。
输出电容（Cout）：范围从30 pF到85 pF。较低的电容有利于高频开关以减少损耗。
传输特性：定义了可靠开启输出所需的输入电流（IF(on)，最大3 mA）和关闭输出所需的输入电流（IF(off)，最小0.4 mA）。这确保了清晰的开关阈值。
开关速度：开启时间（Ton）通常在0.35 ms至1.3 ms之间。关闭时间（Toff）非常快，典型值为0.1 ms。这些速度虽慢于某些SSR，但对于许多工业控制应用已足够。
隔离参数：隔离电阻（RI-O）极高（>5×10¹⁰ Ω），隔离电容（CI-O）较低（典型值1.5 pF）。

4. 性能曲线与图表数据

数据手册包含典型特性曲线（尽管提供的文本中未详述）。这些曲线通常说明：

正向电压 vs. 正向电流（Vf-If）：针对输入LED，显示其类似二极管的特性。
导通电阻 vs. 负载电流（Rd(ON)-IL）：显示Rd(ON)如何随开关电流量变化。
导通电阻 vs. 环境温度（Rd(ON)-Ta）：对热设计至关重要，因为Rd(ON)通常随温度升高而增加，导致更高的损耗。
传输特性图：绘制输出状态（开/关）与输入LED电流的关系，直观定义开启/关闭阈值和迟滞。

这些曲线对于设计人员理解器件在25°C典型值之外的非标准或变化条件下的行为至关重要。

5. 机械结构、封装与组装信息

5.1 引脚配置与原理图

6引脚DIP具有标准引脚排列：

引脚1：LED阳极（+）
引脚2：LED阴极（-）
引脚4、6：MOSFET漏极（输出端子，对于直流通常可互换）
引脚5：MOSFET源极（公共输出端子）
引脚3：内部未连接（NC），可用于机械稳定性。

内部原理图显示LED驱动光伏阵列，该阵列产生电压以开启N沟道MOSFET输出级。

5.2 封装尺寸与安装

提供了详细的机械图纸：

标准DIP型：用于通孔PCB安装。
选项S1型（薄型表面贴装）：用于SMD组装。
推荐焊盘布局：针对SMD版本，确保回流焊期间形成正确的焊点。

尺寸包括本体尺寸、引脚间距（DIP典型为2.54mm间距）、引脚长度和离板高度。

5.3 器件标识

器件顶部标有代码："EL"前缀、部件号（例如660A）、1位年份代码（Y）、2位周代码（WW）和VDE选项代码（V）。这便于追溯。

5.4 焊接与操作指南

基于绝对最大额定值：

回流焊接（SMD）：峰值温度不得超过260°C，且高于260°C的时间应限制在10秒以内，以防损坏。
波峰焊/手工焊接（DIP）：适用标准操作，但应尽量减少热应力。
ESD预防措施：尽管基于MOSFET，但输出受光伏驱动保护。建议对敏感元件采取标准ESD处理措施。
存储：在-40°C至+125°C温度范围内，于干燥、防静电条件下存储。

6. 包装与订购信息

6.1 型号命名规则

部件号遵循以下格式：EL6XXA(Y)(Z)-V

XX：定义输出电压/电流的部件号（06、25、40、60）。
Y：引脚形式选项。'S1'表示表面贴装薄型。空白表示标准DIP。
Z：SMD部件的卷带包装选项（TA、TB、TU、TD）。空白表示管装。
V：表示VDE安全认证选项。

示例：EL660AS1(TA)-V 是一款600V、50-80mA的SSR，采用SMD封装，TA卷带包装，并通过VDE认证。

6.2 包装规格

标准DIP：管装，每管65个。
表面贴装（S1）：卷带包装，每卷1000个。提供了详细的卷带尺寸（口袋尺寸A、B，孔Do、D1，间距E、F）和卷盘规格，用于自动贴片机设置。

7. 应用指南与设计考量

7.1 目标应用

这些SSR适用于需要可靠、隔离开关的广泛应用领域：

电信与交换设备：信号路由、线路卡接口。
测试与测量设备：切换传感器输入、多路复用信号。
工厂自动化（FA）与办公自动化（OA）：控制电磁阀、小型电机、灯具和加热器。
工业控制系统（ICS）：PLC输出模块、逻辑电路与功率电路之间的接口。
安防系统：切换警报器、门锁或摄像机电源。

7.2 关键设计考量

输入驱动电路：与LED串联使用限流电阻。根据电源电压（例如3.3V、5V、12V）、所需LED电流（典型5-10mA以确保开启）以及LED的VF计算电阻值。确保驱动电路至少能提供最大IF(on)（3mA），并能拉低至IF(off)（0.4mA）以下以保证关断。
输出负载考量：
- 电压额定值：选择最大负载电压（包括瞬态电压）低于器件VL额定值的型号（EL606A/625A/640A/660A）。降额使用（例如，对240VAC线路使用400V部件）是良好实践。
- 电流额定值：根据连续RMS或直流负载电流选择。考虑连接类型（A/B/C）的权衡。在最坏温度条件下，负载电流不得超过所选连接和型号规定的IL。
- 感性负载：当切换感性负载（继电器、电磁阀、电机）时，在负载两端使用缓冲电路（RC网络）或续流二极管（针对直流）是必不可少的，以抑制可能超过SSR击穿电压的电压尖峰。
- 浪涌电流：对于灯具或具有高开启浪涌的容性负载，确保峰值浪涌电流在ILPeak额定值内。可能需要负温度系数（NTC）热敏电阻或其他浪涌限制器。
热管理：SSR中的功耗（Pout）计算为 I_load² * Rds(on)。在最大电流和高温下，这可能相当显著。确保PCB布局提供足够的铜箔面积用于散热，特别是对于SMD版本。不得超过最高结温，该温度与环境温度（Ta）和热阻相关。
PCB布局：根据安全标准（例如IEC 61010-1），在PCB上保持输入和输出走线之间的爬电距离和电气间隙。保持大电流输出走线短而宽。

8. 技术对比与选型指南

本系列的四款型号根据电压和电流能力形成了清晰的层级：

EL606A（60V）：适用于低压直流应用。提供最高的连续电流（连接方式C下可达800mA）和最低的导通电阻。
EL625A（250V）：适用于120VAC线路电压应用（需降额）或中压直流系统。电流（最高300mA）和电压之间具有良好的平衡。
EL640A（400V）：适用于240VAC线路电压应用的理想选择。电流额定值最高150mA。
EL660A（600V）：适用于高压直流或具有显著瞬态的严苛工业交流线路。电流额定值最高80mA。

与机电继电器（EMR）对比：这些SSR无触点弹跳，寿命更长（数十亿次循环），运行安静，并且抗冲击和振动能力更强。它们通常速度较慢，初始成本较高，并且存在非零导通电阻导致发热。

与其他SSR对比：光伏MOSFET耦合提供了极低的输出漏电流和稳定的导通电阻。它不同于用于交流开关的基于三端双向可控硅的SSR，因为这些基于MOSFET的继电器可以开关直流。

9. 常见问题解答（FAQ）

9.1 此SSR能否切换交流负载？

Yes.MOSFET输出在关断时是双向的。然而，单个MOSFET的体二极管使其在导通时是单向的。对于真正的交流开关，通常使用两个背对背的MOSFET。数据手册指出“支持交流/直流和仅直流输出连接”。原理图和连接图（A、B、C）显示的是单个MOSFET。因此，对于交流开关，需要外部电路或特定的连接配置（可能涉及漏极引脚4和6）以在导通时阻断双向电流。设计人员必须查阅详细的连接图以正确实现交流开关。

9.2 连接方式A、B和C有何区别？

这些是光伏阵列和MOSFET的不同内部或外部布线配置，在最大负载电流（IL）和更低的导通电阻（Rd(ON)）之间进行权衡。连接方式A优先考虑高电流能力。连接方式C优先考虑最低的导通损耗（最低的Rd(ON)）。连接方式B提供折中方案。选择取决于您的设计是受限于电流处理能力还是功耗/压降。

9.3 如何计算功耗与发热？

SSR中的功耗（P_ssr）几乎全部来自输出MOSFET：P_ssr = I_load² * Rds(on)。使用数据手册中在您预期工作结温下的最大Rds(on)进行保守估算。例如，连接方式C下的EL606A（Rds(on)_max = 0.5Ω）开关500mA直流时，功耗 P = (0.5)² * 0.5 = 0.125W。必须通过引脚和PCB铜箔将此热量传导出去，以将结温保持在限值内。

9.4 是否需要散热器？

对于SMD封装在高电流下，是的。需求取决于计算的功耗、PCB布局的结到环境热阻（RθJA）以及最高环境温度。如果计算的结温（Tj = Ta + (P_ssr * RθJA)）接近或超过85°C，则需要改进散热（增加铜箔面积、使用散热过孔、外部散热器）。

10. 工作原理

SSR基于光隔离和光伏电压产生的原理工作。当电流流过输入AlGaAs红外LED时，它会发光。该光线被输出侧的光伏二极管阵列检测到。该阵列产生足够高的开路电压，以完全增强输出级中N沟道MOSFET的栅极。这将MOSFET导通，在其漏极和源极端子之间创建低电阻路径，从而“闭合”开关。当LED电流移除时，光伏电压消失，MOSFET栅极放电，器件关断。光路提供了高电气隔离。

11. 行业背景与发展趋势

由于对更高可靠性、更长寿命和小型化的需求，固态继电器在许多应用中持续抢占机电继电器的市场份额。推动SSR发展的趋势包括：

更高功率密度：开发具有更低Rds(on)的SSR，以在更小的封装中处理更大电流，减少电路板空间。
集成化：将过流检测、热关断和状态反馈等保护功能集成到SSR封装中。
更宽的电压范围：市场需要适用于低压（例如12V/24V汽车/工业）和市电电压应用的器件。
改进的隔离材料：通过先进的模塑化合物和内部结构提高安全等级和可靠性。

本数据手册描述的器件系列代表了针对跨多个行业的通用隔离开关需求的成熟、特性完善的解决方案。

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语	单位/表示	通俗解释	为什么重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦电能发出的光通量，越高越节能。	直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源发出的总光量，俗称"亮度"。	决定灯具够不够亮。
发光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。	影响光照范围与均匀度。
色温（CCT）	K（开尔文），如2700K/6500K	光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。	决定照明氛围与适用场景。
显色指数（CRI / Ra）	无单位，0–100	光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。	影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差（SDCM）	麦克亚当椭圆步数，如"5-step"	颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。	保证同一批灯具颜色无差异。
主波长（Dominant Wavelength）	nm（纳米），如620nm（红）	彩色LED颜色对应的波长值。	决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布（Spectral Distribution）	波长 vs. 强度曲线	显示LED发出的光在各波长的强度分布。	影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语	符号	通俗解释	设计注意事项
正向电压（Forward Voltage）	Vf	LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。	驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。
正向电流（Forward Current）	If	使LED正常发光的电流值。	常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流（Pulse Current）	Ifp	短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。	脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。
反向电压（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。	电路中需防止反接或电压冲击。
热阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。	高热阻需更强散热设计，否则结温升高。
静电放电耐受（ESD Immunity）	V（HBM），如1000V	抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。	生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语	关键指标	通俗解释	影响
结温（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED芯片内部的实际工作温度。	每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小时）	亮度降至初始值70%或80%所需时间。	直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段时间后剩余亮度的百分比。	表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麦克亚当椭圆	使用过程中颜色的变化程度。	影响照明场景的颜色一致性。
热老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因长期高温导致的封装材料劣化。	可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语	常见类型	通俗解释	特点与应用
封装类型	EMC、PPA、陶瓷	保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。	EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构	正装、倒装（Flip Chip）	芯片电极布置方式。	倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。
荧光粉涂层	YAG、硅酸盐、氮化物	覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。	不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计	平面、微透镜、全反射	封装表面的光学结构，控制光线分布。	决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语	分档内容	通俗解释	目的
光通量分档	代码如 2G、2H	按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。	确保同一批产品亮度一致。
电压分档	代码如 6W、6X	按正向电压范围分组。	便于驱动电源匹配，提高系统效率。
色区分档	5-step MacAdam椭圆	按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。	保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。
色温分档	2700K、3000K等	按色温分组，每组有对应的坐标范围。	满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语	标准/测试	通俗解释	意义
LM-80	流明维持测试	在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。	用于推算LED寿命（结合TM-21）。
TM-21	寿命推演标准	基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。	提供科学的寿命预测。
IESNA标准	照明工程学会标准	涵盖光学、电气、热学测试方法。	行业公认的测试依据。
RoHS / REACH	环保认证	确保产品不含有害物质（如铅、汞）。	进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC	能效认证	针对照明产品的能效与性能认证。	常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。

固态继电器6引脚DIP型A型触点SSR数据手册 - 60V至600V输出 - 50mA至800mA负载电流

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