Qu’est-ce qu’un relais PhotoMOS ?
Les relais PhotoMOS sont dotés d’une DEL, d’un élément récepteur de lumière et d’un MOSFET à l’intérieur. Ils fonctionnent de la même manière que les composants de relais conventionnels utilisant une combinaison de ces éléments.
Les relais mécaniques conventionnels sont commandés par le passage d’un courant électrique dans une bobine intégrée et par l’actionnement d’un contact électrique au moyen de la force magnétique. Les relais PhotoMOS, quant à eux, émettent de la lumière en faisant passer un courant à travers une LED intégrée, qui utilise la lumière pour générer une force électromotrice dans l’élément récepteur de lumière. Le MOSFET est actionné par la tension électromotrice et peut être commandé de la même manière qu’un relais classique.
Les produits similaires aux relais PhotoMOS sont les photocoupleurs, les phototransistors, les phototriacs et les SSR (Solid State Relays). Ils sont collectivement appelés relais sans contact ou relais à semi-conducteurs et sont utilisés de différentes manières en fonction de l’usage auquel ils sont destinés.
Utilisations des relais PhotoMOS
Les relais PhotoMOS sont souvent utilisés dans des circuits nécessitant des courants importants ou dans des applications où les phototriacs et les relais SSR sont plus performants que les photocoupleurs, les phototransistors et autres pour activer et désactiver le courant alternatif.
Les relais PhotoMOS utilisent la lumière pour transmettre les signaux du côté primaire au côté secondaire, et les côtés primaire et secondaire sont complètement isolés électriquement, de sorte qu’ils peuvent être pilotés par des alimentations commerciales ou à plus haute tension avec de petits signaux, tels que des circuits de microcontrôleurs. C’est pourquoi ils sont utilisés dans des circuits qui activent et désactivent des charges relativement importantes de plusieurs A ou plus, et dans des circuits de pontage tels que les pilotes de moteur.
Principe des relais PhotoMOS
Lorsqu’un courant de signal est appliqué à la borne d’entrée, la LED émet de la lumière et l’élément récepteur de lumière reçoit la lumière, générant une tension électromotrice. Cette tension fait monter la tension de grille du MOSFET et l’état entre la source et le drain des deux MOSFET devient ON.
Le courant peut alors circuler à travers la source et le drain du MOSFET du côté où la tension est la plus élevée, à l’opposé de la tension entre les bornes de sortie, et à travers la diode parasite du MOSFET à l’étape suivante. Par conséquent, le courant peut circuler entre les bornes de sortie quelle que soit la polarité électrique entre elles.
Structure des relais PhotoMOS
Les relais PhotoMOS se composent de trois éléments : une DEL, un élément récepteur de lumière tel qu’une photodiode et un MOSFET.
Les MOSFET présentent une structure dans laquelle deux circuits sont disposés en alternance, chacun étant relié par une diode parasite.
Autres informations sur les relais PhotoMOS
1. Application aux circuits en pont complet
Par exemple, lorsqu’on essaie de fabriquer un moteur, il est courant de construire un circuit à l’aide d’un pont complet. Cependant, le problème majeur de ce circuit est que lorsque la tension d’alimentation est appliquée aux deux extrémités de la charge, la tension de source du FET supérieur parmi les FET supérieurs et inférieurs devient égale à la tension d’alimentation. Pour activer le FET supérieur à partir de cet état, il est nécessaire de préparer une tension distincte supérieure à la tension d’alimentation et de l’utiliser pour contrôler la tension de grille du FET supérieur.
Cependant, les relais PhotoMOS fonctionnent tant que les DEL intégrées peuvent être allumées, il est donc possible de les piloter directement même avec un signal de quelques V en provenance de l’unité centrale. Il est également possible d’isoler complètement l’alimentation de l’entraînement du moteur de l’alimentation de la commande.
2. Types de MOSFET
Il existe deux types de MOSFET : un qui est toujours éteint et un qui est toujours allumé. Les premiers peuvent être utilisés comme relais à contact de fermeture et les seconds comme relais à contact de rupture.
Les relais PhotoMOS peuvent également être utilisés comme interrupteurs de courant alternatif en connectant deux sources MOSFET l’une en face de l’autre. Les caractéristiques de conduction des photo-MOSFET sont indépendantes de l’intensité du courant d’entrée, de sorte qu’il est possible de contrôler l’activation et la désactivation du courant, même avec de très faibles courants d’entrée.