光继电器入门全攻略：原理、优势与自制指南

继电器是任何设计的关键部分，特别是需要大电流驱动某些部分的设计。但在机械继电器和无触点继电器选择上常陷入两难，光继电器的出现解决了这一问题。

下面您将了解光继电器是什么、其独特之处、为何优于机械继电器。

请继续阅读。

什么是光继电器？

要理解光继电器，首先需清楚继电器是什么。简单说，继电器是电路中提供高功率和低功率输出的开关。继电器分两大类：半导体继电器(无触点继电器)和电磁继电器(机械继电器)。

机械继电器

来源：Wikipedia

光继电器是一种无触点继电器，以光为触发信号。与机械继电器不同，它无需触点即可切换负载电流。工作原理：电流流过LED发光，光跨越隔离边界落在PDA芯片光传感器上，驱动连接的MOSFET对导通。MOSFET对导通后，交/直流电流流过其功率端子。

MOSFET

来源：Wikipedia

光继电器 vs 机械继电器

下表对比光继电器与机械继电器特性：

光继电器的优势

• 寿命更长：无机械部件，降解慢，可靠性高
• 功耗极低：仅需3-5mA电流；触点继电器约100mW，光继电器仅0.5mW
• 体积更小，封装紧凑
• 切换速度更快
• 性价比高：无需更换机械继电器
• 提升设备功能性

如何制作便携式光继电器

所需材料

• 变压器
• NE-2氖灯
• 塑料外壳(首选12cm×8cm×3cm)
• 光敏电阻(LDR)
• 插座
• 7555 CMOS定时器
• 固态继电器(2A型号)
• 插针
• 瓶盖
• 硅橡胶密封剂
• LED安装套筒

制作步骤

1. 将固态继电器、LDR引脚、变压器放置在塑料外壳上，用硅橡胶密封剂固定。
2. 将二极管、电容、集成电路等小元件焊接在电路板上。


电路板

3. 将电路板安装在塑料外壳上，置于固态继电器与变压器之间、LDR引脚旁。
4. 将2针排针连接到LDR。
5. 将固态继电器接线至电路板，再将变压器接线至电路板。


电路变压器

来源：Wikipedia

6. 安装输出插座到固态继电器，接入变压器布线和输入线。
7. 最后安装氖灯和接地端子连接变压器。便携式光继电器制作完成。

下面提供电路图参考：

光继电器电路

来源：Maxim Carter

值得注意的是光继电器有三种变体：

• 240 VAC单极版本
• 防水版本
• 大电流版本

下面逐一介绍制作方法。

240 VAC单极版本

制作相对简单：用230V/6V×2变压器替代240VAC，移除氖灯和电阻(150k)。

电阻

防水版本

移除光传感器并用低压布线，即可制作防水版本。但需将光传感器部分封装在半透明防水罐内，其余电路置于遮蔽处。如下电路图所示：

防水光继电器电路图

来源：Wikimedia commons

封闭继电器

来源：Wikipedia

大电流光继电器版本

需将原电阻替换为更大功率电阻以承受大电流。该系统提供增强的夜间安防。同样可按下图电路图驱动240VC继电器。

大电流光继电器

来源：Wikimedia commons

制作便携式光继电器的安全注意事项

处理任何数字器件时必须遵守安全规范，防止人身伤害或器件损坏：

1. 在干燥环境操作，防触电。
2. 操作前切断所有电源，断开光继电器相关线路。
3. 极性检查确保导体去能，防短路、提升功能。
4. 仅使用系统承受范围内电压，过压可能引爆。
5. 上电前复核接线正确性。

复核接线

来源：

总结

随着技术持续进步，设计师寻求开发优质继电器系统：任务得心应手、耐用、高性价比。因此逐渐摒弃机械继电器。鉴于光继电器的普及和优异口碑，可以肯定它是未来趋势。文章到此结束，欢迎随时咨询，我们乐意提供帮助。