固態繼電器 6腳DIP型 A型SSR規格書 - 60V至600V輸出 - 50mA至800mA負載電流 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細介紹咗一系列採用6腳DIP（雙列直插封裝）配置嘅通用型固態繼電器（SSR）。呢啲器件係單極單擲（A型）繼電器，即係提供常開（NO）接點。佢哋設計用於喺廣泛應用中取代傳統嘅機電繼電器（EMR），由於冇活動部件，所以提供更高可靠性、更長壽命同靜音操作。

核心技術涉及輸入側嘅AlGaAs紅外線LED，光學耦合到高壓輸出檢測電路。呢個檢測器由光伏二極管陣列同MOSFET組成，能夠控制交流同直流負載。光學隔離喺低壓控制電路同高壓負載電路之間提供高隔離電壓（5000 Vrms），增強系統安全性同抗噪能力。

2. 主要特點同優勢

• 常開（A型）配置：簡單，單通道切換。
• 低工作電流：輸入LED需要極低驅動電流，兼容低功耗邏輯電路同微控制器。
• 寬輸出電壓範圍：提供輸出耐壓由60V到600V嘅型號（EL606A、EL625A、EL640A、EL660A），滿足唔同應用電壓等級。
• 低導通電阻：基於MOSFET嘅輸出提供低導通損耗，提高效率同減少發熱。
• 寬工作溫度：由-40°C到+85°C可靠工作，適合工業同惡劣環境。
• 高隔離電壓：輸入同輸出之間5000 Vrms隔離確保安全，保護敏感控制電子元件。
• 行業認證：通過UL 1577、UL 508、VDE、SEMKO、NEMKO、DEMKO、FIMKO同CQC標準認證，確保符合國際安全同性能要求。
• 封裝選項：提供標準通孔DIP同表面貼裝（SMD）引腳形式變體。

3. 技術規格詳解

3.1 絕對最大額定值

呢啲係壓力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。操作應始終喺呢啲極限內進行。

• 輸入（LED側）：最大正向電流（IF）係50 mA，脈衝條件下峰值正向電流（IFP）為1 A。反向電壓（VR）限制喺5 V。
• 輸出（開關側）：擊穿電壓（VL）定義輸出可以阻斷嘅最大電壓，範圍由60V（EL606A）到600V（EL660A）。連續負載電流（IL）因型號同接法類型（A、B、C）而異，由50 mA到800 mA。亦指定咗短時浪湧嘅脈衝負載電流（ILPeak）。
• 隔離：輸入同輸出之間可承受5000 Vrms 1分鐘。
• 熱特性：工作溫度範圍係-40°C到+85°C。儲存溫度可達125°C。最大焊接溫度為260°C，持續10秒。

3.2 光電特性

呢啲參數定義咗SSR喺25°C時嘅操作性能。

• 輸入特性：LED嘅典型正向電壓（VF）喺10mA時為1.18V。反向漏電流（IR）非常低（<1 µA）。
• 輸出特性 - 關斷狀態：SSR關斷時嘅漏電流（Ileak）指定為最大1 µA，表示出色嘅阻斷能力。
• 輸出特性 - 導通狀態：關鍵參數係導通電阻（Rd(ON)）。呢個值喺唔同型號同接法類型之間差異顯著：
  • 接法A：最高電流額定值，最高Rd(ON)（例如，EL606A：典型0.75Ω，最大2.5Ω）。
  • 接法B：平衡額定值，中等Rd(ON)。
  • 接法C：較低電流額定值，最低Rd(ON)（例如，EL606A：典型0.2Ω，最大0.5Ω）。
  選擇涉及最大負載電流同功耗（I²R損耗）之間嘅權衡。
• 輸出電容（Cout）：範圍由30 pF到85 pF。較低電容有利於高頻切換以減少損耗。
• 傳輸特性：定義可靠開啟輸出所需嘅輸入電流（IF(on)，最大3 mA）同關斷輸出所需嘅輸入電流（IF(off)，最小0.4 mA）。呢個確保清晰嘅切換閾值。
• 切換速度：開啟時間（Ton）通常介乎0.35 ms到1.3 ms之間。關斷時間（Toff）非常快，通常0.1 ms。呢啲速度比某啲SSR慢，但對於好多工業控制應用嚟講已經足夠。
• 隔離參數：隔離電阻（RI-O）極高（>5×10¹⁰ Ω），隔離電容（CI-O）低（典型1.5 pF）。

4. 性能曲線同圖形數據

規格書包含典型特性曲線（雖然提供嘅文本中冇詳細說明）。呢啲通常會說明：

• 正向電壓 vs. 正向電流（Vf-If）：對於輸入LED，顯示其類似二極管嘅行為。
• 導通電阻 vs. 負載電流（Rd(ON)-IL）：顯示Rd(ON)點樣隨切換電流嘅大小而變化。
• 導通電阻 vs. 環境溫度（Rd(ON)-Ta）：對於熱設計至關重要，因為Rd(ON)通常隨溫度升高而增加，導致更高損耗。
• 傳輸特性圖：繪製輸出狀態（開/關）對輸入LED電流，視覺上定義開啟/關閉閾值同滯後。

呢啲曲線對於設計師理解器件喺非標準或變化條件下（超出25°C典型值）嘅行為至關重要。

5. 機械、封裝同組裝資訊

5.1 腳位配置同原理圖

The 6-pin DIP has a standard pinout:

• 腳1：LED陽極（+）
• 腳2：LED陰極（-）
• 腳4、6：MOSFET汲極（輸出端子，對於直流通常可互換）
• 腳5：MOSFET源極（公共輸出端子）
• 腳3：內部未連接（NC），可用於機械穩定性。

內部原理圖顯示LED驅動光伏陣列，產生電壓以開啟N溝道MOSFET輸出級。

5.2 封裝尺寸同安裝

提供詳細機械圖紙：

• 標準DIP型：用於通孔PCB安裝。
• 選項S1型（薄型表面貼裝）：用於SMD組裝。
• 推薦焊盤佈局：對於SMD版本，確保回流焊期間形成正確焊點。

尺寸包括本體尺寸、腳距（DIP典型2.54mm間距）、引腳長度同離板高度。

5.3 器件標記

器件頂部標記有代碼："EL"前綴、零件號（例如660A）、1位數字年份代碼（Y）、2位數字週代碼（WW）同VDE選項代碼（V）。呢個允許可追溯性。

5.4 焊接同處理指引

基於絕對最大額定值：

• 回流焊接（SMD）：峰值溫度不得超過260°C，高於260°C嘅時間應限制喺10秒內以防止損壞。
• 波峰/手動焊接（DIP）：適用標準做法，但應最小化熱應力。
• ESD預防措施：雖然基於MOSFET，但輸出受光伏驅動保護。建議對敏感元件採用標準ESD處理。
• 儲存：喺-40°C至+125°C溫度範圍內，喺乾燥、防靜電條件下儲存。

6. 包裝同訂購資訊

6.1 型號編碼系統

零件號遵循格式：EL6XXA(Y)(Z)-V

• XX：定義輸出電壓/電流嘅零件號（06、25、40、60）。
• Y：引腳形式選項。'S1'表示表面貼裝薄型。空白表示標準DIP。
• Z：SMD零件嘅帶裝同捲盤選項（TA、TB、TU、TD）。空白表示管裝。
• V：表示VDE安全認證選項。

例子：EL660AS1(TA)-V係一個600V、50-80mA嘅SMD封裝SSR，採用TA帶裝同捲盤，VDE認證。

6.2 包裝規格

• 標準DIP：管裝，每管65個。
• 表面貼裝（S1）：帶裝同捲盤包裝，每捲1000個。提供詳細帶裝尺寸（袋尺寸A、B、孔Do、D1、間距E、F）同捲盤規格，用於自動貼片機設置。

7. 應用指引同設計考慮

7.1 目標應用

呢啲SSR適合需要可靠、隔離切換嘅廣泛應用：

• 電信同交換設備：信號路由、線路卡接口。
• 測試同測量設備：切換傳感器輸入、多路復用信號。
• 工廠自動化（FA）同辦公室自動化（OA）：控制電磁閥、小型電機、燈同加熱器。
• 工業控制系統（ICS）：PLC輸出模塊、邏輯同功率電路之間嘅接口。
• 安全系統：切換警報、門鎖或攝像機電源。

7.2 關鍵設計考慮

1. 輸入驅動電路：使用限流電阻串聯LED。根據電源電壓（例如3.3V、5V、12V）、所需LED電流（確保開啟通常5-10mA）同LED嘅VF計算電阻值。確保驅動電路能夠提供至少最大IF(on)（3mA）並可以拉低到IF(off)（0.4mA）以下以保證關斷。
2. 輸出負載考慮：
   • 電壓額定值：選擇一個型號（EL606A/625A/640A/660A），其中最大負載電壓（包括瞬變）低於器件嘅VL額定值。降額使用（例如，對240VAC線路使用400V零件）係良好做法。
   • 電流額定值：根據連續RMS或直流負載電流選擇。考慮接法類型（A/B/C）嘅權衡。喺最壞情況溫度條件下，負載電流不得超過所選接法同型號嘅指定IL。
   • 感性負載：當切換感性負載（繼電器、電磁閥、電機）時，喺負載兩端加一個緩衝電路（RC網絡）或續流二極管（對於直流）係必不可少嘅，用於抑制可能超過SSR擊穿電壓嘅電壓尖峰。
   • 湧入電流：對於燈或具有高開啟浪湧嘅容性負載，確保峰值浪湧電流喺ILPeak額定值內。可能需要負溫度係數（NTC）熱敏電阻或其他湧入電流限制器。
3. 熱管理：SSR中嘅功耗（Pout）計算為I_load² * Rds(on)。喺最大電流同升高溫度下，呢個值可能顯著。確保PCB佈局提供足夠銅面積用於散熱，特別係對於SMD版本。唔好超過最大結溫，結溫同環境溫度（Ta）同熱阻有關。
4. PCB佈局：根據安全標準（例如IEC 61010-1）保持PCB上輸入同輸出走線之間嘅爬電距離同電氣間隙。保持大電流輸出走線短而寬。

8. 技術比較同選型指南

呢個系列嘅四個型號根據電壓同電流能力形成清晰層次：

• EL606A（60V）：用於低壓直流應用。提供最高連續電流（接法C中高達800mA）同最低導通電阻。
• EL625A（250V）：適合120VAC線路電壓應用（降額使用）或中壓直流系統。電流（高達300mA）同電壓之間良好平衡。
• EL640A（400V）：理想用於240VAC線路電壓應用。電流額定值高達150mA。
• EL660A（600V）：用於高壓直流或具有顯著瞬變嘅苛刻工業交流線路。電流額定值高達80mA。

同機電繼電器（EMR）比較：呢啲SSR冇接觸彈跳、壽命長好多（數十億次循環）、靜音操作，同更好抗衝擊同振動能力。佢哋通常較慢、初始成本較高，同具有非零導通電阻導致散熱。

同其他SSR比較：光伏MOSFET耦合提供非常低嘅輸出漏電流同穩定嘅導通電阻。佢同用於交流切換嘅基於三端雙向可控矽嘅SSR唔同，因為呢啲基於MOSFET嘅繼電器可以切換直流。

9. 常見問題（FAQ）

9.1 呢款SSR可唔可以切換交流負載？

Yes.MOSFET輸出喺關斷時係雙向嘅。然而，單個MOSFET嘅體二極管令佢喺導通時係單向嘅。對於真正嘅交流切換，通常使用兩個背對背嘅MOSFET。規格書聲明"啟用交流/直流同僅直流輸出連接。"原理圖同連接圖（A、B、C）顯示單個MOSFET。因此，對於交流切換，暗示需要外部電路或特定連接配置（可能涉及兩個汲極腳4同6）以喺導通時阻斷雙向電流。設計師必須查閱詳細連接圖以正確實現交流切換。

9.2 接法A、B同C有咩分別？

呢啲係光伏陣列同MOSFET嘅唔同內部或外部接線配置，權衡最大負載電流（IL）換取更低導通電阻（Rd(ON)）。接法A優先考慮高電流能力。接法C優先考慮最低可能導通損耗（最低Rd(ON)）。接法B提供中間選擇。選擇取決於你嘅設計係受電流處理能力限制定係功耗/壓降限制。

9.3 點樣計算功耗同產生嘅熱量？

SSR中嘅功耗（P_ssr）幾乎全部來自輸出MOSFET：P_ssr = I_load² * Rds(on)。使用規格書中喺你預期工作結溫下嘅最大Rds(on)進行保守估計。例如，一個接法C嘅EL606A（Rds(on)_max = 0.5Ω）切換500mA直流，功耗P = (0.5)² * 0.5 = 0.125W。呢個熱量必須通過引腳同PCB銅箔導走，以保持結溫喺限值內。

9.4 需唔需要散熱片？

對於SMD封裝喺較高電流下，需要。需求取決於計算出嘅功耗、你PCB佈局嘅結到環境熱阻（RθJA）同最高環境溫度。如果計算出嘅結溫（Tj = Ta + (P_ssr * RθJA)）接近或超過85°C，就需要改善散熱（更多銅、熱過孔、外部散熱片）。

10. 工作原理

SSR基於光學隔離同光伏電壓產生原理工作。當電流通過輸入AlGaAs紅外線LED時，佢發光。呢個光被輸出側嘅光伏二極管陣列檢測到。呢個陣列產生足夠嘅開路電壓以完全增強輸出級中N溝道MOSFET嘅柵極。呢個開啟MOSFET，喺其汲極同源極端子之間創建低電阻路徑，從而閉合"開關"。當移除LED電流時，光伏電壓崩潰，MOSFET柵極放電，器件關斷。光路提供高電氣隔離。

11. 行業背景同趨勢

由於對更高可靠性、更長壽命同小型化嘅需求，固態繼電器喺好多應用中繼續獲得市場份額。推動SSR發展嘅趨勢包括：

• 更高功率密度：開發具有更低Rds(on)嘅SSR，以喺更細封裝中處理更多電流，減少電路板空間。
• 集成：將過流檢測、熱關斷同狀態反饋等保護功能集成到SSR封裝中。
• 更寬電壓範圍：需要適用於低壓（例如12V/24V汽車/工業）同市電電壓應用嘅器件。
• 改進隔離材料：通過先進模塑料同內部結構增強安全等級同可靠性。

呢份規格書描述嘅器件系列代表咗一個成熟、特性良好嘅解決方案，適用於跨越多個行業嘅通用隔離切換需求。