光繼電器（MOSFET 輸出光電耦合器）是一種開關，但由於使用半導體開關，與傳統機械繼電器相比，它們具有以下優點。 因此，它適合需要長使用壽命和安靜的樓宇自動化和家庭自動化相關應用。
- 由於沒有物理接觸，輸出側沒有接點壽命
- 半導體開關，開關時無聲音
- 驅動功率低
- 小尺寸
引入了一種稱為「樓宇自動化」的系統，該系統可以對空調和照明進行精細控制，以實現碳中和。在消耗大量能源的建築物中，在建造新建築物時需要控制以實現能源的有效利用。 此外，現有建築物在更換設備時也需要達到相同的效率等級。 越來越需要恆溫器作為使用大數據的建築能源管理系統 (BEMS) 的終端。 恆溫器還需要作為大型系統的一部分，這需要更長的運行時間和更穩定的運作。
它還用作家庭能源管理系統（HEMS）的終端，使消費者能夠透過連接光伏發電設備和其他設備來管理能源，同時即時可視化家庭中使用的電氣設備的使用和運作狀況。 恆溫器和其他設備將溫度、濕度和亮度等各種類型的信息整合到空調和照明控制系統中，將舒適性與節能結合。 交換器通常用作該設備的介面。
新的TLP241BP配備了過溫保護功能，當由於光繼電器施加過大電流等導致溫升超過額定值時，該功能會強制關閉輸出側MOSFET。此外，還提供了主動箝位MOSFET當輸出側MOSFET處於關斷狀態時，施加超過阻斷電壓額定值的過電壓時，可保護元件。
這些功能可保護空調系統等在嚴酷噪音環境下使用的設備，有助於提高設備的可靠性。
[註 1] 對於導通電流額定值 1A 或更高的光繼電器，在 2023 年 10 月進行了調查。
特性
- 過溫保護（OTP）/過壓保護（OVP）功能
- 關態輸出端子電壓/導通態電流額定值非常適合恆溫器
- 實現高隔離電壓
1. 過溫保護（OTP）/過壓保護（OVP）功能
過溫保護功能可防止因環境溫度顯著升高或大電流負載下裝置本身意外發熱而導致裝置劣化和損壞。當外部突波電壓（雷擊、靜電等）或設備異常導致輸入側或輸出側過電壓時，過電壓保護功能可抑制過電壓並保護設備。
TLP241BP具有過溫保護功能和過壓保護功能。 保護功能的順序如時序圖所示。 LED輸入側正向電流為IF，輸出側電流為ION。
圖片出處來源:東芝半導體https://toshiba.semicon-storage.com/tw/semiconductor/product/isolators-solid-state-relays/photorelay-mosfet-output/articles/contributing-to-improved-reliability-of-equipment-in-intense-noise-environments.html)
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由於 TLP241BP 是 1a 觸點（常開型），因此在正常操作（步驟 1）中，與普通光繼電器一樣，當輸入 IF 時，輸出側導通並且有電流流動。 如果流過裝置的電流大於額定 ION，則 TLP241BP 處於過溫狀態，並且過溫保護 (OTP) 被啟動（步驟 2）。 這會導致出口關閉並繼續關閉，直到 IF 重設。 當設備因某些原因過熱時，過溫保護功能會關閉輸出。 在 OVP 模式下，輸出側使用主動箝位 MOSFET。 當輸出側關閉且施加過壓時，輸出側被過壓保護箝位，導致 ION 暫時流動。
2. 抑制關閉狀態輸出端子電壓/開啟狀態電流額定值，非常適合恆溫器
現有的BEMS和HEMS具有多種形式的管理系統，連接各種終端和設備。 恆溫器是此系統的終端之一，始終處於連線狀態。 恆溫器連接的設備主要是空調，它們經常受到噪音和異常的影響。
為了避免這種風險，與系統隔離至關重要。 對於這種絕緣，光繼電器是優選的。雖然這些應用中使用的許多恆溫器都具有 AC24 V 電源電壓，但 TLP241BP 使用 80 V MOSFET 來適應 AC36 V 和 AC48 V 電源電壓。
此外，導通電流額定值為 1.4 A，以適應處理大電流的 HVAC[註 2] 系統。
[註2] 暖氣、通風及空調
圖片出處來源:東芝半導體https://toshiba.semicon-storage.com/tw/semiconductor/product/isolators-solid-state-relays/photorelay-mosfet-output/articles/contributing-to-improved-reliability-of-equipment-in-intense-noise-environments.html)
3. 實現高隔離電壓：5000Vrms
確保電氣設備安全的方法有很多種。 當電氣設備發生故障時，消費者一定要防止觸電和火災事故。 特別是，除了正常處理的電壓之外，介電強度不得足以在出現電氣問題時確保安全。 TLP241BP實現了最小介電強度5000Vrms，可用於需要更高絕緣性能的設備，從而有助於確保設備和消費者的安全。
應用
- BEMS/HEMS設備
- 恆溫器
- 各種感測器控制
- 輸入輸出介面
- 電池管理系統
- 更換各種機械繼電器
主要規格
Ta=25°C
圖片出處來源:東芝半導體https://toshiba.semicon-storage.com/tw/semiconductor/product/isolators-solid-state-relays/photorelay-mosfet-output/articles/contributing-to-improved-reliability-of-equipment-in-intense-noise-environments.html)
參考來源