3.0 計(jì)算功耗的實(shí)際示例

　　ASSR-1510固態(tài)繼電器被用來控制Vd為60V時(shí)1A負(fù)載的切換，開關(guān)頻率為100Hz，占空比為50%，SSR的輸入驅(qū)動(dòng)電流為5mA。

　　(a) 計(jì)算輸出功耗、輸入功耗和整體封裝功耗。

　　由ASSR-1510產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中我們可以得到：

　　Vf (最大) = 1.7V

　　頻率 (f ) = 100 Hz,

　　導(dǎo)通電阻R(ON) = 0.5 ?

　　t(f) = 輸出電壓下降轉(zhuǎn)換時(shí)間 = 200 usec (估計(jì)值，非數(shù)據(jù)表標(biāo)明參數(shù))

　　t(r) = 輸出電壓上升轉(zhuǎn)換時(shí)間 = 2 usec (估計(jì)值，非數(shù)據(jù)表標(biāo)明參數(shù))

　　時(shí)間周期 Tp = 1/f = 10 msec

　　50%占空比代表 t(On state) = 5 msec

　　t(off state) = 5 msec

　　由方程式(7)：

　　P(Total Average over Tp) = [ (Vd) (Id) / 6] t(f) (f) + [ (Vd) (Id) /6] t(r) (f) + [(Ron) (Id)2 t(on-state) (f) + [ (Vd) (Ioff) t(off-state) (f)-------- 方程式 (7)

　　分別計(jì)算以上各部分功耗：

　　(a) [(Vd) (Id) /6] t(f) (f) = [60V x 1A]/6 x 200 usec x 100 Hz = 200 mW

　　(b) [(Vd)(Id) / 6] t (r) (f) = [60 V x 1A]/6 x 2 usec x 100 Hz = 2 mW

　　(c) [R(ON) (Id) 2] t(on-state) (f) = 0.5? x (1A)2 x 5 msec x 100 Hz = 250 mW

　　(d) [(Vd) (Ioff) ] t(off-state) (f) = 60V x 1 uA x 5 msec x 100 Hz = 30 µW

　　加總以上數(shù)字，可以得到整體輸出功耗為452mW。

　　輸入功耗可以由方程式(9)計(jì)算得出：

　　P(input) = [(Vf ● If ) t(on state] ( f ) = 1.7 x 5 mA x 5 msec x 100 Hz = 4.25 mW

　　因此，切換周期中整體平均封裝功耗為：

　　4.25 mW + 452 mW = 456.25 mW

　　這個(gè)功耗大小低于ASSR-1510允許的絕對(duì)最大值540mW，因此在這個(gè)工作條件下并不需要降低功率。

　　4.0 FET驅(qū)動(dòng)電路和固態(tài)繼電器功能方塊圖

　　SSR中的FET驅(qū)動(dòng)電路通過光伏電源供電，由FET驅(qū)動(dòng)電路所接收的LED光流是提供FET驅(qū)動(dòng)電路推動(dòng)輸出MOSFET的唯一能量來源，光伏電壓由12個(gè)上下堆棧的光二極管產(chǎn)生，每個(gè)光二極管大約可以產(chǎn)生0.5V的電壓，因此產(chǎn)生的總電壓大小為0.5x12=6V(典型值)。

　　產(chǎn)生光電流的大小為用來對(duì)輸出MOSFET整體柵極電容充電的最大電流值，這個(gè)光電流越大，柵極電壓充到光二極管堆棧光伏電壓的速度就越快，通常由堆棧電壓所產(chǎn)生的光電流在LED驅(qū)動(dòng)電流為10mA時(shí)大約在20uA的范圍。

　　在FET驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)中采用了快速關(guān)斷電路(Fast Turn-Off Circuit)，這個(gè)電路的目的是當(dāng)LED電流下降到零關(guān)斷SSR時(shí)可以立即對(duì)柵極電容進(jìn)行放電，這個(gè)電路只有在光伏電壓下滑時(shí)短暫導(dǎo)通，接著快速關(guān)斷電路可以確保SSR的關(guān)斷時(shí)間要比SSR的導(dǎo)通時(shí)間短上許多。，F(xiàn)ET驅(qū)動(dòng)電路的功耗可以被忽略，因?yàn)樗a(chǎn)生的光電流在驅(qū)動(dòng)電流為10mA時(shí)大約只有20uA，產(chǎn)生的堆棧電壓大約為6V。

　　安華高科技(Avago Technologies)公司的FET驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)同時(shí)也加入了輸出瞬變抑制電路(Transient Reject Circuit)，可以確保數(shù)據(jù)表中的超高dVo/dt參數(shù)和處理能力，這個(gè)電路的工作原理是，當(dāng)SSR處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，SSR接點(diǎn)上出現(xiàn)的任何瞬間高電壓變化會(huì)通過電容耦合到瞬變抑制晶體管的基極并暫時(shí)導(dǎo)通，造成柵極放電以確保輸出MOSFET不會(huì)在SSR輸出接點(diǎn)收到這個(gè)瞬變高電壓脈沖時(shí)導(dǎo)通。