‌Vishay VORA1150固态继电器技术分析与应用指南

Vishay Semiconductors VORA1150固态继电器是一款符合AEC-Q102标准的1 Form A固态继电器，采用创新的4引脚SMD-8封装 。该继电器由红外发射极组成，该发射器与输出端子之间的高压 MOSFET光耦合。VORA1150固态继电器具有1500V负载电压、50mA负载电流和100Ω 导通电阻典型值。该继电器提供增强隔离性能，符合RoHS标准。典型应用包括电动汽车中的电池隔离测量、预充电继电器、板载充电器、电池管理系统和太阳能电池板漏电流检测。

数据手册：*附件：Vishay Semiconductors VORA1150固态继电器数据手册.pdf

特性

• 通过AEC-Q102认证
• 隔离测试电压：5300VRMS
• 负载电流 (I L )：50mA
• 负载电压 (V L )：1500V
• 典型导通电阻 (R ON )：100Ω
• 持续正向电流 (I F )：50mA
• 反向电压 (V R )：5V
• 输入功率耗散 (P diss )：80mW
• 输出功率耗散 (P diss )：550mW
• 最大正向电压 (IF =5mA)：1.6V
• 反向电流 (VR =5V)：10μA
• 电容（输入到输出）（V IO =1V、f=1MHz）：0.4pF

引脚配置

‌Vishay VORA1150固态继电器技术分析与应用指南‌

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‌一、产品概述与核心特性‌

VORA1150是Vishay Semiconductors推出的AEC-Q102认证1500 V固态继电器，采用创新的4引脚SMD-8封装，输出引脚间爬电距离大于5 mm，适用于800 V汽车应用。其核心特性包括：

• ‌高压耐受能力‌：负载电压1500 V，隔离测试电压5300 VRMS，满足严苛的工业与汽车环境需求。
• ‌低导通电阻‌：典型值100 Ω（IF=5 mA，IL=50 mA），显著降低功耗。
• ‌宽温度范围‌：工作环境温度-40 °C至+125 °C，适应极端气候条件。
• ‌强化绝缘性能‌：符合DIN EN 60747-5-5（VDE0884-5）标准，支持高可靠性应用。

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‌二、关键电气参数解析‌

‌1. 绝对最大额定值‌

• ‌输入侧‌：
  • 连续正向电流（IF）：50 mA
  • 反向电压（VR）：5 V
  • 输入功耗（Pdiss）：80 mW
• ‌输出侧‌：
  • 负载电流（IL）：50 mA
  • 输出功耗（Pdiss）：550 mW
• ‌温度范围‌：
  • 结温（TJ）：140 °C
  • 存储温度（Tstg）：-40 °C至+150 °C

‌2. 电气特性‌

• ‌输入参数‌：
  • 正向电压（VF）：1.35 V（典型值，IF=5 mA）
  • 开关开启电流（IFon）：2 mA（最大值）
  • 开关关断电流（IFoff）：未指定最小值
• ‌输出参数‌：
  • 关态漏电流（IO）：
    • ±1500 V时＜1 μA（25 °C）
    • ±1200 V时＜0.15 μA（100 °C）
  • 输出电容（CO）：10 pF（典型值）

‌3. 开关特性‌

• ‌ 开启时间（ton） ‌：50 μs（典型值），150 μs（最大值）
• ‌ 关断时间（toff） ‌：80 μs（典型值），250 μs（最大值）

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‌三、安全与绝缘设计‌

‌1. 绝缘耐压等级‌

• ‌ 耐受隔离电压（VISO） ‌：5300 VRMS（UL1577标准）
• ‌ 瞬态隔离电压（VIOTM） ‌：8000 Vpeak（DIN EN 60747-5-5）
• ‌ 重复峰值隔离电压（VIORM） ‌：1414 Vpeak
• ‌ 绝缘电阻（RIO） ‌：
  • VIO=500 V时≥10¹² Ω（25 °C）
  • VIO=2000 V时≥10¹¹ Ω（125 °C）

‌2. 结构安全参数‌

• ‌爬电距离/电气间隙‌：≥8 mm
• ‌ 绝缘厚度（DTI） ‌：≥0.4 mm
• ‌ 安全温度（TS） ‌：175 °C

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‌四、典型应用场景‌

‌1. 电动汽车电池系统‌

• ‌电池隔离测量‌：利用高绝缘特性检测高压电池组与车身间的绝缘故障。
• ‌预充电继电器‌：控制电容预充电过程，避免浪涌电流冲击。
• ‌ 电池管理系统（BMS） ‌：实现高压回路的安全通断控制。

‌2. 工业与能源领域‌

• ‌太阳能板漏电流检测‌：监测光伏阵列对地绝缘状态。
• ‌车载充电器‌：支持800 V平台快充系统的功率切换。

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‌五、设计考量与优化建议‌

‌1. 热管理策略‌

• ‌ 输出安全功率（PSO） ‌：随环境温度升高而降低（图3），需结合散热设计。
• ‌ 输入安全电流（ISI） ‌：在高温环境下需降额使用（图4）。

‌2. 开关时序优化‌

• ‌驱动电流影响‌：
  • IF=10 mA时ton为50 μs，IF=5 mA时延长至90 μs（图12）。
• ‌温度补偿‌：通过正向电流的温度特性（图6）校准开关阈值。

‌3. 雪崩耐受能力‌

• ‌重复雪崩额定值‌：0.9 mA（tp=5 s，占空比＜8.3%），适用于感性负载关断保护。

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‌六、封装与制造工艺‌

• ‌SMD-8封装尺寸‌：9.75 mm × 10.05 mm，引脚间距1.78 mm。
• ‌焊接规范‌：
  • 无铅回流焊峰值温度260 °C（图19）。
  • 湿度敏感等级（MSL）3，需防潮存储。