东芝光继电器与机械继电器响应时间对比

yangweiping2011

东芝光继电器与机械继电器响应时间对比 [复制链接]

 

测试工具：1、波形发生器
                2、可调直流电源
                3、示波器
                4、万用表
测试时间：20180928   
环境：26℃ 、45%RH
测试项目：
一、外形尺寸对比
TLP3547F评估板手册上写着安装面积73mm3，手头上刚好有一个规格单相的机械继电器HF49FD，触点负载5A，尺寸面积20x5x12.5，安装面积10073mm3。下图是机械继电器参数。

下图是机械继电器和光继电器实物对比：

光继电器评估表上的针脚与HF49FD间距相差一点。
二、响应速度测试对比
1、机械继电器HF49FD响应时间测试
测试电路原理图和实物图如下图：继电器额定电压5V，VCC接5V电源，输入端接波形发生器产生的驱动信号，方波，幅值3.3V，测试点TP1接示波器通道1（测试点选择三极管集电极而不是三极管基极或驱动信号输入端是为了消除三极管的延时带来的误差），负载端VDD接20VDC，负载接200Ω电阻(为了对比光继电器)，TP2测试点接示波器通道2。

测试波形如下图：
黄色为驱动信号，蓝色为输出信号。
下图为输入1Hz驱动信号，负载电压VDD 20V，上升延时和下降延时图，从图中可以看出，上升延时2.88ms，下降延时5.04ms。

下图为输入10Hz驱动信号，负载电压VDD 20V，上升延时和下降延时图，从图中可以看出，上升延时2.80ms，下降延时4.80ms。

下图为输入50Hz驱动信号，负载电压VDD 20V，上升延时和下降延时图，从图中可以看出，上升延时2.68ms，下降延时4.80ms。

下图为输入100Hz驱动信号，负载电压VDD 20V，从图中看出，控制信号上升时负载输出降低，出现了完全错位，此时状态相反，已经误差输出正常状态。100Hz的驱动信号也是继电器的极限了。

改变负载电压信号，VDD增大到30V，上升延时和下降沿时基本和VDD 20V相同。下图为输入10Hz  VDD 30V。上升延时2.8ms，下降延时4.8ms。


2、光继电器TLP3547F相应时间测试
测试电路原理图和实物图如下图：根据TLP3547F测试条件，If=5mA，VDD 20V，负载200Ω。评估表背边焊接有一个If的限流电阻，拆除后短接，在自己焊接的电路中串接660Ω限流电阻，VCC采用5V，这样If=（5-1.64）/660=5.1mA ，Vf典型值1.64V。输入端接波形发生器产生的驱动信号，方波，幅值5V，测试点TP3接示波器通道1。负载端VDD接20VDC，负载接200Ω电阻，TP4测试点接示波器通道2。

测试波形如下图：
黄色为驱动信号，蓝色为输出信号。
下图为输入1Hz驱动信号，负载电压VDD 20V，上升延时和下降延时图，从图中可以看出，上升延时114us，下降延时900us。


下图为输入10Hz驱动信号，负载电压VDD 20V，上升延时和下降延时图，从图中可以看出，上升延时116us，下降延时980us。

下图为输入50Hz驱动信号，负载电压VDD 20V，上升延时和下降延时图，从图中可以看出，上升延时114us，下降延时980us。

下图为输入100Hz驱动信号，负载电压VDD 20V，上升延时和下降延时图，从图中可以看出，上升延时100us，下降延时980us。

下图为输入500Hz驱动信号，负载电压VDD 20V，上升延时和下降延时图，从图中可以看出，上升延时80us，下降延时980us。从图看以看出在500Hz已经接近关断的临界频率，在增加频率，将会出现部分完全关断的情况。

3、统计数据

总结：
1、安装面积尺寸TLP3547F比同规格机械继电器小27%。
2、上升延时方面，TLP3547F时间平均比机械继电器快25倍左右。
3、下降延时方面，TLP3547F时间平均比机械继电器快4倍左右。
4、在开关频率方面，TPL3547F临界在500H，机械继电器在100Hz。
总体来说光继电器TLP3547F响应速度比机械继电器好，而且无噪声。