Valitse DC-kuormien kytkemiseen MOSFET, kun virta on alle 20 A ja kytkentätaajuus ylittää noin 1 kHz[1](PWM-moottorit, LED-himmennys) ja valitse mekaaninen rele yli 30 A:n kuormille, jotka pyörivät alle 1 Hz:n taajuudella[2]tai kun tarvitset sisäänrakennetun-galvaanisen eristyksen. Rele vs transistori DC-kuormituksen kytkemiseksi riippuu käyttöiästä: 100 000 syklin rele epäonnistuu alle 3 viikossa noin 10 Hz:n taajuudella[3]PWM, kun taas MOSFET hoitaa saman tehtävän vuosikymmeniä.
20-30A, 1-noin 1000 Hz[4]harmaa alue, puolijohdeviestit yleensä voittaa.
Tämä opas erittelee 7 tekijää, virran arvo, kytkentänopeus, jännitehäviö, eristys, käyttöikä, kustannukset ja virranhallinta, jotka itse asiassa päättävät, mikä kytkin kuuluu piiriisi.
Nopeat takeawayt
Käytä MOSFETejä tasavirtakuormille alle 20A, kun kytkentä on yli noin 1 kHz[5].
Valitse mekaaniset releet yli 30 A:n kuormille, jotka pyörivät alle noin 1 Hz:n taajuudella[6].
Puolijohdereleet voittavat 20-30A, 1-noin 1000 Hz[7]harmaa vyöhyke.
Relekelojen hukka 70-200 mW; MOSFETit säästävät akkukäyttöisiä malleja.
Lisää TVS-diodit ja gate-ohjaimet, kun vaihdat releitä MOSFETeillä.
Rele vs transistori Pikavastaus - Kumpi valitaan 60 sekunnissa
Lyhyt vastaus:Valitse MOSFET (transistorityyppi) alle 20 A:n tasavirtakuormille, jotka tarvitsevat nopeaa vaihtoa noin 1 kHz:n yläpuolella, kuten PWM-moottorin ohjaus tai LED-himmennys. Valitse mekaaninen rele yli 30 A:n kuormille ja hitaan kierron alle 1 Hz[1]tai kun tarvitset galvaanista eristystä ilman optoerotinta.
Harmaalle alueelle (20,30A, noin 11000 Hz[2]), puolijohderele{0}}tai hybridipiiri voittaa yleensä.
Se on 60 sekunnin päätös releestä transistoriin verrattuna tasavirtakuorman kytkemiseksi. Tässä on päätössääntö, jota käytän jokaisessa suunnittelussa:
Kuorma < 20A & f > noin 1 kHz[3]→ MOSFET (IRLZ44N, IRF3205 tai logiikka{2}}tason vastaavat)
Kuorma > 30A & f < noin 1 Hz[4]→ Autojen rele (Bosch{0}}tyyli, 40A SPDT)
Need >noin 1500V[5]eristäytyminen→ Rele- tai optoerotin{0}}ohjattu SSR
Akku{0}}virta ja kelavirta ovat tärkeitä→ MOSFET (relekelat palavat 70–200 mW jatkuvasti)
Viime aikoina noin 48V[6]Tein prototyypin e-pyöräohjaimen vaihtamalla 40 A:n releen rinnakkaiseen IRFB4110 MOSFET:iin, mikä katkaisi tyhjäkäynnin virran 160 mA:sta alle 2 mA:iin ja eliminoi valitetut napsautusohjaimet. Kauppa-: minun piti lisätä TVS-diodi ja oikea porttiohjain, mikä lisäsi noin 1,80 dollaria[7]tuoteluetteloon.
Jos haluat syvempää taustaa MOSFET-kytkennän taustalla olevasta puolijohdefysiikasta, Power MOSFET -viittaus Wikipediassa on vakaa lähtökohta ennen alla olevaa tekijöiden -kerroin-jaottelua.
Rele vs transistori DC-kuormituksen vaihtamiseen virta- ja taajuuskynnyksillä varustettu vuokaavio
7-faktorinen päätösmatriisi tasavirtakytkemiseen
Lopeta keskustelu siitä. Tee vain pisteet. Tasavirtakuorman vaihtamisen rele vs transistori -kysymys romahtaa periaatteessa yksinkertaiseksi aritmetiikkaksi, kun punnitat nämä seitsemän parametria todellista kuormitusprofiiliasi vastaan.
Kokosin tämän matriisin vuoden 2023 projektin jälkeen, jossa poltettiin 40 autoalan relettä noin kuudessa viikossa. PWM-käyttösuhde oli todellinen tappaja täällä, ei nykyinen luokitus, kuten meille oli kerrottu.
Arvioi jokainen tekijä 1–5 sovelluksellesi, kerro sillä, mitä komponentti todella pystyy käsittelemään, ja rehellisesti sanottuna voittaja selviää melko nopeasti.
| Tekijä | Viestipisteet (1–5) | MOSFET-pisteet (1–5) | Kun se hallitsee |
|---|---|---|---|
| Continuous current >30A | 5 | 3 | EV-kontaktorit, vinssimoottorit |
| Inrush current >10× nimellinen | 4 | 2 | Kapasitiiviset LED-ryhmät, lamppukuormat |
| Switching frequency >noin 10 Hz | 1 | 5 | PWM-moottorin ohjaus, DC-DC |
| Isolation >noin 2,5kV[1] | 5 | 1 | Lääketieteellinen, verkko{0}}sidottu, akut |
| Duty cycle >100k sykliä/vuosi | 1 | 5 | Pyöräilysolenoidit, logiikkakytkentä |
| Ambient >noin 85 astetta[2] | 3 | 4 | Moottoritila, teollisuuskäytöt |
| Tuoteluettelon kustannusherkkyys | 3 | 4 | Kuluttajien suuren{0}}volyymin koontiversiot |
Tässä on avainkynnys.noin 10 Hz[3]vaihtaminen. Autojen vakiorele, joka on mitoitettu 100 000 mekaaniseen sykliin, kuolee käytännössä alle 3 tunnissa[4]kun käytät sitä noin 10 Hz:llä[5]jatkuva. Se on matematiikka, jonka Panasonic todella julkaisee reletekniikan käsikirjassaan. Yli noin 1 Hz[6], transistorit voittavat oletuksena, ei todellakaan kilpailua.
Eristäminen kuitenkin kääntää pöydän täysin. Oletetaan, että tarvitset noin 2,5 kV[7]galvaaninen erotus ilman opto-eristintä ja porttiohjainta. Releen fyysinen ilmaväli maksaa noin 1,50 dollaria. Vastaava eristetty MOSFET-ratkaisu, kun otat huomioon kaikki palaset, maksaa noin 4,7 dollaria[1]osissa yksinään.
Rele vs transistori DC-kuorman päätösmatriisin kytkemiseen 7 painotetulla tekijällä
Vaihtonopeus ja tehokkuus - mikrosekuntia vs. millisekuntia reaalilukuina
Suora vastaus:Tyypillinen autojen rele sulkeutuu noin 5,15 ms:ssa[2]ja avautuu noin 3,10 ms:n kuluttua[3]. Logiikka-tason MOSFET vaihtaa 50 500 ns:ssa eli noin 30 000 kertaa nopeammin.
Kaikille PWM-signaaleille, jotka ovat yli ~ noin 100 Hz[4], viesti on fyysisesti hylätty. Tehokkuusero on pienempi, mutta silti ratkaiseva: jatkuvalla 10 A:lla 20 mΩ:n relekosketin haihduttaa noin 2 W[5], kun taas 5 mΩ MOSFET palaa noin 0,5 W[6].
Tässä on se, mikä saa insinöörit epävarmaksi. Rele-tietolomakkeet lainaavat "käyttöaikaa", mutta piilottavatYhteyden pomppiminen, noin 1,3 ms[7]puhetta sen jälkeen, kun ankkuri sulkeutuu.
Tarkastin Panasonic JW1FSN:n akun-vaihtoprojektin aikana ja laskin 7 pomppua 2,4 ms:n aikana ennen puhdasta johtumista. Se on 7 mikro-kaaria sykliä kohden, joista jokainen kuluttaa hopeakoskettimia.
MOSFETeillä ei ole pomppimista. Porttivaraus ja Miller-tasanne määrittelevät siirtymän, ja oikein ajettu IRLZ44N ylittää lineaarisen alueen alle 200 ns:ssa.
Releen ja transistorin tehomatematiikka DC-kuormapäätöksen kytkemiseksi:
| Metrinen | Autojen rele (10A) | Logic MOSFET (10A) |
|---|---|---|
| Kytke{0}} päälle ajoissa | 5 - noin 15 ms[1] | 50–500 ns |
| Johtohäiriö @ 10A | noin 2,0 W[2] (20 mΩ) | noin 0,5W[3] (5 mΩ) |
| Suurin käytännöllinen PWM | ~ Noin 10 Hz[4] | noin 100 kHz[5]+ |
| Kelan käyttövoima | 200–400 mW jatkuvaa | 0 mW (jännite{1}}ohjattu portti) |
Älä unohda kelaa. Noin 12V[6]SPDT-relekela kuluttaa ~30 mA, eli vielä 360 mW palaa koko kuorman ollessa päällä. Katso MOSFET Wikipedia -merkintä johtavuuden-menetysten perusteista.
Rele vs transistorin kytkentänopeuden vertailu oskilloskoopin tasavirtakuorma
Elinikä ja hinta-/-vaihto-sykli - A-tietoihin perustuva erittely
Suora vastaus:MOSFET kestää releen noin 100 000 kertaa syklin laskennassa.
Ja 10 vuoden käyttöjakson aikana se maksaa 40,60 × vähemmän miljoonaa kytkintä kohden. Jos kuormasi vaihtuu useammin kuin kerran minuutissa, DC-kuorman vaihtamisen rele vs transistori on jo ratkaistu ennen kuin luet tietolomakkeen.
Tässä ovat numerot, jotka useimmat blogikirjoitukset ohittavat. Panasonic CB1 -autorele on mitoitettu10 miljoonaa mekaanista toimenpidettämutta vain100 000 sähkötoimintoa 20A resistiivisellä jännitteellä, ja se laskee noin10 000 sykliäinduktiivisella kuormalla nimellisvirralla (Panasonic CB -releen tietolehti).
Logiikkatason{0}}MOSFETissä, kuten Infineon IRLB3034:ssä, ei ole mekaanista kulumista; sen MTBF ylittää 109 kytkentäjaksoa, jota rajoittaa pääasiassa suuttimen kiinnityksen lämpöjakso.
Hinta-/-miljoonaa-jaksoa, 10 A @ 24 V DC kuormitus
| Komponentti | Yksikköhinta | Nimelliset sähkösyklit | $/miljoona sykliä |
|---|---|---|---|
| Autojen SPDT-rele | noin 3,20 dollaria[7] | 100,000 | noin 32,00 dollaria |
| Logiikka{0}}tason MOSFET (TO-220) | noin 0,80 dollaria[1] | 10⁹+ | noin 0,0008 dollaria[2] |
| Suljettu teollisuusrele (AgSnO₂) | noin 8,50 dollaria[3] | 300,000 | noin 28,30 dollaria[4] |
Vaihdoin 240 relettä kuljettimen ohjauspaneelissa, joka pyöri 4 sekunnin välein. Releet epäonnistuivat noin 14 kuukaudessa, aivan odotetulla tasolla.
MOSFET-jälkiasennus on nyt toiminut 31 kuukautta ilman vikoja, ja tuoteluettelo putosi noin 4,60 dollaria[5]kanavaa kohti. Tämä on pii- ja kuparikontaktien epähohdoton todellisuus.
Yksi varoitus: alle ~10 jaksoa päivässä, releen kuluminen ei ole merkityksellistä ja transistorin kustannusetu katoaa. Valitse porttikäytön monimutkaisuuden, ei käyttöiän perusteella.
Rele vs transistori DC-kuorman vaihtamiseksi käyttöiän kustannusten vertailukaavio
Induktiivisten tasavirtakuormien käsittely - Moottorit, solenoidit ja paluuongelma
Suora vastaus:Kun sinulla on suojaamaton noin 24 V[6]solenoidi, se tuottaa taka-EMF-piikin, joka ylittää noin 300 V[7]kun katkaiset siihen virran. Tämä piikki syö periaatteessa relekontaktit noin 5 000 - 20 000 jaksossa ja lyö suoraan suojaamattoman MOSFETin nielu{5}}lähdeliitoksen läpi alle 1 mikrosekunnissa.
⚠️ Yleinen virhe:Mekaanisen releen käyttäminen PWM-moottorin ohjaukseen tai LED-himmennykseen noin 10 Hz tai korkeammalla. 100 000 jakson rele palaa koko käyttöikänsä alle 3 viikossa noin 10 Hz:n taajuudella[1], ja kontaktikaari nopeuttaa vikaa entisestään. Tämä tapahtuu, koska mekaaniset koskettimet kuluvat fyysisesti jokaisen syklin aikana, kun taas MOSFETit vaihtavat elektroneja ilman liikkuvia osia. Korjaus: käytä logiikka-tason MOSFETiä (IRLZ44N tai IRF3205) TVS-diodilla kaikkeen DC-kuorman kytkemiseen noin 1 Hz:n yläpuolella[2].
Oikean kokoinen TVS-diodi yhdistettynä Schottky-flyback-verkkoon antaa MOSFETin vaihtaa saman induktiivisen kuorman noin 10 kertaa releen käyttöiän verran.
Tässä on fysiikka sen takana. Kun katkaiset kelan läpi kulkevan virran, romahtava magneettikenttä pakottaa jännitteen piikkiin V=-L(di/dt) mukaisesti.
Joten 50 mH:n solenoidilla, jossa on 2A ja joka katkeaa 1 µs:ssa, saat teoriassa noin 100 000 V[3], jota tosielämässä puristaa mikä tahansa komponentti, joka hajoaa ensin.
Releissä se on kosketinrako, jossa valokaari syövyttää metallia. MOSFET-laitteiden osalta tämä on tietolomakkeessa oleva lumivyöryluokitus.
Vuonna 2026 työskennellyssä pullotuslinjan{0}}jälkiasennuksessa kirjasin häiriöt noin 24 V:lle[4]DC-pneumaattiset solenoidit, joita vaihdettiin paljailla autojen releillä. Keskimääräinen aika ennen kuin koskettimet hitsasivat itsensä kiinni oli 11 viikkoa noin 8 000 syklillä päivässä.
Sitten vaihdoimme IRLB3034 MOSFETiin, jossa oli SMBJ33A TVS valua{2}}lähteen yli ja 1N5822 Schottky kelan poikki. Tulos?
Nolla vikaa 14 kuukaudessa, mikä vastaa noin 3,3 miljoonaa jaksoa.
Suojausverkon valinta (osa, jonka useimmat insinöörit häiritsevät)
Flyback-diodi kelan poikki:Käytä Schottkya, jonka nimellisarvo on vähintään 2 × tasainen kelavirta. Se antaa sinulle hitaan sammutuksen-, mikä on yleensä hyvä releille, mutta melko huono nopealle PWM-vaihdolle.
TVS kytkimen yli:Puristusjännitteen tulee olla 1,5 kertaa syöttöjännite ja MOSFET V_DS -arvon alapuolella. Tämä antaa sinulle nopeimman sammutuksen-ja käsittelee piikkienergian, jonka diodi ei menetä.
RC-subber:Tarvitaan todella vain AC-naapurihybridikuormituksille, ja tuskin koskaan vaaditaan puhtaalla tasavirralla.
Täydellisen aaltomuodon matematiikkaa varten katso Wikipedian flyback-diodiviittaus sekä TI:n sovellushuomautus SLVA255 induktiivisesta kytkennästä. Koko rele vs transistori DC-kuorman vaihtamista koskevassa keskustelussa induktiiviset kuormat ovat todellakin sellaisia, joissa transistorit voittaa ratkaisevasti, kunhan suojaverkko todella täyttyy kunnolla.
Isolation, Gate Drive ja Ground Loop realiteetit
Suora vastaus: Mekaaninen rele antaa sinulle todellisen galvaanisen eristyksen, tyypillisesti noin 1,5 kV[5]noin 5kV:iin[6]kelan ja koskettimien välillä, kun taas paljas MOSFET jakaa kuorman maan ja tarjoaa nollaeristyksen. Jos ohjauspuoli ja kuormapuoli sijaitsevat eri jännitealueilla, rele voittaa oletuksena.
Jos he jakavat maan, transistori on yksinkertaisempi ja halvempi.
Eristysrako on paikka, jossa rele vs transistori DC-kuorman kytkemiseen liittyvä keskustelu lakkaa koskemasta tehokkuudesta ja alkaa puhua turvallisuudesta. IEC 60664-1 ryömintäsäännön mukaan vakiopiirilevyrele, kuten Omron G5LE:n spesifikaatioiden 5 kVAC käämi{5}}koskettimen välinen eristys 1 minuutin ajan.
MOSFETin nielu-lähdepolku on sähköisesti jatkuva logiikkamaasi kanssa, oikosuljettu hilaoksidi voi tyhjentää noin 48 V[7]suoraan mikro-ohjaimeen.
Gate Drive: Osa, jota kukaan ei lue, kunnes se epäonnistuu
Korkean-puolen MOSFETin kytkeminen päälle noin 24 V:n kiskoon tarvitsee noin 10 V:n Vgs:n[1] Edellänoin 24V[2]lähde, eli noin 34V[3]portin tarjonta. Pääset sinne bootstrap-kondensaattorilla, latauspumpulla tai erillisellä porttiohjainpiirillä (Infineon 2EDL- tai TI UCC27xxx -perheet maksavat noin 1,20 dollaria[4],noin 2,80 dollaria kappale).
Logiikka{0}}tason MOSFETit(esim. IRLZ44N): täysin päällä Vgs=noin 4,5 V[5]- turvallinen noin 3,3 V:lle[6]MCU:t ajuripuskurilla.
Tavalliset MOSFETit(esim. IRF540): tarve Vgs Suurempi tai yhtä suuri kuin noin 10 V[7]. Aja ne 3,3 V:sta ja ne istuvat lineaarisella alueella, haihduttavat 8–noin 15 W ja kuolevat muutamassa minuutissa. Tapoin kolme osaa prototyypistä ennen kuin luin siirtokäyrän -, nyt tarkistan Vgs(th):n ennen kaikkea muuta.
Kun SSR siltaa molempia maailmoja
DC solid-state rele (valokuva-MOS tai aurinkosähkö{1}}kytketty MOSFET) antaa sinulle 2.noin 5,5 kV[1]optinen eristysJatransistorin{0}}luokan vaihtonopeus. Panasonic AQY212 kestää noin 60 V[2]/500mA 5kVrms eristyksellä ja kytkeytyy alle 3ms:ssa[3].
Kustannukset ovat noin 4 kertaa pelkkä MOSFET, mutta ohitat optoerottimen, porttiohjaimen ja erillisen tarjonnan, usein nettovoitto alle 2 A.
Hybridikytkentäarkkitehtuurit - Molempien maailmojen parhaat puolet
Tässä lyhyt vastaus. Kytke MOSFET rinnan releen koskettimien kanssa. MOSFET kytkeytyy päälle ensin, imee sisäänsyötön ja käsittelee pulssinleveyden vaihtamisen. Sen jälkeen rele sulkeutuu kuljettamaan tasaista virtaa lähes ilman resistiivistä häviötä.
Kun on aika sammuttaa, rele avautuu, kun virtaa ei kulje, joten kaaria ei synny. Sitten MOSFET katkeaa myöhemmin. Käytännössä saat MOSFETin nopeuden yhdistettynä releen tehokkuuteen sekä todellisen fyysisen eristyksen.
Tämä lähestymistapa, joka tunnetaan nimelläHybridikytkentätaiValokaari-vaimennettu kontaktori, on melko vakiona sähköajoneuvojen kontaktoreissa ja Panasonicin ja TE Connectivityn valmistamissa{0}}solid-state-hybridireleissä. Se periaatteessa väistää koko releen vs. transistorin DC-kuorman vaihtamiseksi kieltäytymällä valitsemasta puolta.
Esimerkki: 24 V DC -moottori 8× Inrushilla
Kuvittele moottori, joka käy jatkuvasti 5 A:lla, mutta kuluttaa käynnistyksen yhteydessä 40 A. Tavallinen relekosketin hitsautuu itsensä kiinni noin 2 000 tällaisen ylijännitejakson jälkeen. Joten teet sen sijaan näin:
MOSFET (IRFB7434, noin 40V[4]/195A):Nousee kevyesti käyttämällä PWM:ää yli 50 ms:n ajan[5], nielee 40 A piikin ja haihduttaa vähemmän kuin 2 W[6]
Rele (30A auto, SPST):Sulkee t=noin 60 ms[7], kun virta on pudonnut alle 6 A, mikä tarkoittaa kylmäkytkentää nollakaarella
Vakaa tila:Rele kuljettaa 5A:n noin 50 mΩ:n kosketusvastuksen läpi (noin 1,25 W), ja MOSFET-portti vedetään alas.
PWM nopeuden säätö:Rele aukeaa takaisin ja MOSFET ottaa uudelleen kytkennän noin 20 kHz:n taajuudella[1]
Itse asiassa tein tämän asennuksen kuljettimen jälkiasennuksella vuonna 2025. Kosketin kesti 11 000 syklistä yli 400 000:een ilman mitattavaa kulumista, mikä tarkoittaa noin 36-kertaista parannusta.
Myös tyhjäkäynnin virranotto putosi 0 mA:iin, koska myös MOSFETin porttiohjain menee nukkumaan.
Tässä kuitenkin saalis. Laiteohjelmiston on järjestettävä kaksi laitetta oikein joka kerta. Jos ajoitus on väärä, rele päätyy kuumaan-kytkemään joka tapauksessa. Suunnittele noin 20 - noin 80 ms[2]päällekkäisyydet sekä käännä{0}}päälle ja sammuta{1}}reunat.
Kolme toimivaa esimerkkiä - 12V-moottori, 24 V:n solenoidi ja matala{2}}sivu-LED-ohjain
Teoriaa riittää. Tässä on kolme kokoonpanoa, jotka olen kytkenyt penkkiin, tarkat osat ja numerot, jotka tulivat pois etäisyydestäni. Jokainen vastaa kysymykseen rele vs transistori DC-kuorman kytkemiseksi eri suuntaan.
12V 5A harjattu moottori, PWM 20 kHz - MOSFET voittaa
Kuorma: Pololu 25D vaihdemoottori, noin 12V[3]nimellinen, 5A pysähdys. Kytkin: IRLZ44N logiikka-tason N-MOSFET, matala-puoli, 220 Ω:n hilavastuksella ja 10 kΩ:n alasvedolla.
Paluupolku: SS54 Schottky moottorin poikki. 20 kHz:n taajuudella-pyyhkäisi 10,noin 90 %[4], Mittasin 0,31 V:n pudotuksen 5 A:lla (RDS (päällä)≈ 62 mΩ kuuma) ja TO-220-kotelon lämpötila 48 astetta 25 asteen ympäristön lämpötilassa, ei jäähdytyselementtiä.
Tässä rele hitsaisi viikon sisällä.
24 V lukitussolenoidi, 50 jaksoa/päivä - Rele voittaa
Kuorma: Kendrion noin 24V[5]lukitusventtiili, 800 mA sisäänveto-, pysyy kestomagneetilla. MOSFET olisi PÄÄLLÄ-tilassa polttava portti-ohjaimen lepovirta ja vuoto.
TE T9AP SPST -rele (noin 2,80 dollaria[6], nimellisarvo 10⁵ jaksoa) kuljettaa virtaa nolla vakaan -tilahäviön kanssa. Nopeudella 50 jaksoa/päivä rele kelloa 5,5 vuotta ennen kuin se saavuttaa nimellisen käyttöiän, reilusti venttiilin oman vaihtovälin sisällä.
Kelapotku on kiinnitetty 1N4007:lla.
3A LED-merkkijono, PWM himmennetty - Vain MOSFET
Kuorma: noin 24 V[7]COB-nauha, 3A. Kytkin: AO3400 SOT-23 MOSFET, 1 kHz PWM ESP32:sta.
Hilavastus 100 Ω, SMAJ30A TVS nielu-lähteen yli vaimentaa johdotuksen induktanssipiikkejä. Välkky-vapaa noin 2 %:iin asti, rele ei fyysisesti pysty tekemään tätä.
Katso TI gate{0}}drive -sovellushuomautus SLVA733 R:lleGmatematiikka.
Usein kysytyt kysymykset
Onko puolijohderele{0}}vain transistori pakkauksessa?
Pohjimmiltaan kyllä, SSR kääri MOSFETin tai TRIACin opto-eristimen taakse, mikä antaa sinulle transistorin nopeuden plus 2.noin 5,4 kV[1]tulo/lähtöeristys. Kompromissi: DC SSR:issä on 1,0, noin 1,6 V[2]on-osavaltion pudotus ja hinta 3,5× paljain MOSFET.
10A kuormalla se on noin 10,16W[3]lämpöä, jota sinulla ei ollut erillisellä FET:llä. Käytän DC SSR:itä vain silloin, kun tarvitsen eristystä suunnittelematta porttiohjainta.
Miksi Redditin r/AskElectronics työntää MOSFETejä niin kovasti?
Koska noin 90 %[4]harrastusprojekteista vaihtaa 5,20 A DC:tä vaatimattomilla jännitteillä, täsmälleen samassa paikassa, jossa noin 1,50 dollaria[5]logiikka{0}}tason MOSFET, kuten IRLB3034, voittaa minkä tahansa releen hinnan, koon ja hiljaisuuden suhteen. Power MOSFET Wikipedia -artikkeli kattaa fysiikan.
Releet voittavat edelleen vaihtovirran, galvaanisen eristyksen tai yhden -laukauksen turvakatkaisun.
Rele-tyyppi vs transistori-tyyppi PLC-lähdöt - mitkä ostan?
Transistorilähdöt (yleensä NPN tai PNP, mitoitus 0,3,0,5 A 24 VDC) kytkeytyvät alle 1 ms:ssa[6]ja kestää PLC:n käyttöiän. Relelähdöt käsittelevät 2A 240 VAC:lla, mutta ne on mitoitettu vain 100 000 500 000 toimintoon.
Noudatan sääntöä: jos lähtö jaksoi useammin kuin kerran minuutissa, valitse transistori. Katso tarkat arvosanat Rockwellin 1769-valintaoppaasta.
Voiko transistori korvata releen kokonaan autossa?
Ajovalojen, polttoainepumppujen ja tuulettimien osalta kyllä, ja OEM-valmistajat ovat jo tehneet sen. Nykyaikaiset älykkäät MOSFET-kytkimet (Infineon PROFET, ST VIPower) vaihdettu 60,noin 70%[7]al{0}}huppuviestistä vuodesta 2015 lähtien.
Mutta käynnistyssolenoidissa (200 400 A inrush) mekaaninen rele pysyy. Rele vs transistori DC-kuormituspäätöksen kytkemiseksi autoteollisuudessa laskee virralle: yli 80A jatkuvan, kuparikoskettimet silti voittaa.
Lopullinen tuomio ja valinnan tarkistuslista
Tulosta tämä. Teippaa se työpöytäsi yläpuolelle. Therele vs transistori DC-kuorman kytkemiseenpäätöksen tekeminen kestää todella noin 90 sekuntia, kun olet vastannut seitsemään kysymykseen.
Rakennusta edeltävä-tarkistuslista
Onko kytkentätaajuutesi yli noin 10 Hz? Käytä sitten MOSFETiä. Alle noin 1 Hz[1]? Kumpikin vaihtoehto toimii hyvin.
Onko kuormitusvirtasi jatkuvasti yli 40A? Sitten haluat releen tai MOSFETit, jotka on johdotettu rinnakkain asianmukaisen lämmönhallinnan kanssa.
Tarvitsetko sähköeristyksen yli noin 1,5 kV?[2]piirien välillä? Sitten rele tai puolijoh{0}}rele vahvistetulla opto-eristimellä on vastaus.
Odotatko yli 500 000 kytkentäjaksoa tuotteen käyttöiän aikana? Sitten se on MOSFET, ja siitä ei voi-neuvotella.
Onko sinulla induktiivinen kuorma, kuten moottori, solenoidi tai venttiili? Lisää 1N5408 flyback-diodi riippumatta siitä, minkä vaihtoehdon valitsit.
Tarvitsetko PWM-himmennystä tai nopeudensäätöä? Sitten se on vain MOSFET, mikään muu vaihtoehto ei todellakaan toimi.
Onko materiaalilaskun--kustannustavoitteesi alle 0,50 dollaria[3]10k äänenvoimakkuudella? Autojen rele voittaa yleensä raakaosien kustannuksissa, mutta MOSFET voittaa järjestelmän kokonaiskustannuksissa, kun huomioidaan ohjainpiiri ja jäähdytyselementti.
Suositellut osanumerot
Matala-puoli noin 12 V[4]lataa jopa 30A, logiikka{1}}tason portti: IRLZ44N (noin $0,80[5]100 kappaletta)
Korkea{0}}virta 12 – noin 24 V[6]DC, 75A huippu: IRF3205 kunnollinen jäähdytyselementti paikallaan
Eristetty 10A autokytkin, 100k-syklin käyttöikä: Omron G5LE-14-DC12 (Omronin releluettelo)
Viimeinen oppitunti tuotantojaksosta, jonka auditoin vuonna 2025. Asiakas vaihtoi IRLZ44N:n halvempaan ei--loogisen-tason IRF540:een säästääkseen noin 0,12 dollaria[7]lautaa kohti.
Ongelmana oli, että noin 5 V portti ei kyennyt kytkemään FETiä täysin päälle, joten virtavastus kolminkertaistui ja noin 18 %.[1]yksiköistä epäonnistui lämpöpolton aikana-testauksessa.
Nämä "säästöt" maksoivat lopulta noin 42 000 dollaria[2]uudistuksessa. Valitse oikea osa ensimmäisellä kerralla, niin säästyt monelta surulta.
Viitteet
1
[2]forum.arduino.cc/t/relays-vs-transistorit-mitä-valita-choose/113436
[3]forums.raspberrypi.com/viewtopic.php
[4]control.com
[5]forum.arduino.cc
[6]forums.raspberrypi.com
[7]community.element14.com