光電繼電器隔離法的響應(yīng)速度快，工作壽命長(zhǎng)，測(cè)量的成本相對(duì)較低，開關(guān)無觸點(diǎn)，能夠起到電壓隔離的作用，若選用的光電繼電器采取PhotoMOS 技術(shù)，則能達(dá)到較高的測(cè)量精度，所以光電繼電器隔離法是比較理想的單體電池電壓測(cè)量方法。
PhotoMOS是指在輸入元件中采用LED，在輸出元件中采用MOSFET的光電耦合器。PhotoMOS與傳統(tǒng) 的機(jī)械型繼電器最大的區(qū)別在于：PhotoMOS是一款“光電耦合器”，觸點(diǎn)不進(jìn)行機(jī)械性的開閉。為此，在觸點(diǎn)可靠性、壽命、動(dòng)作聲音、動(dòng)作速度、以及尺 寸大小方面具有卓越的特性。
動(dòng)作原理是通過光電元件（太陽能電池）將發(fā)光元件（LED）的光進(jìn)行電壓變換，通過功率MOSFET的導(dǎo)通、非導(dǎo)通，進(jìn)行負(fù)載控制。圖下表示動(dòng)作時(shí)、還原時(shí)的原理。
PhotoMOS因優(yōu)點(diǎn)突出，現(xiàn)在越來越多的被用于測(cè)試板上。了解PhotoMOS 的工作特性也顯得更重要了。我們從PhotoMOS 的 datasheet可以看到當(dāng)控制位動(dòng)作時(shí)，輸出端不是立馬就有輸出。這是因?yàn)檩斎攵说腖ED發(fā)光讓Gate端電壓線性上升需要一定的時(shí)間，只有當(dāng) Gate的電壓大于Vth時(shí)MOS才會(huì)打開。隨著Gate端電壓不斷上升 MOS的電阻不斷減小直到穩(wěn)定。下面是DataSheet的 Turn-ON/Turn-OFF 圖，以及用實(shí)際電路測(cè)試的結(jié)果圖。
DataSheet Turn-ON/Turn-OFF 示意圖：
實(shí)測(cè)時(shí)的原理圖：
實(shí)測(cè)的PhotoMOS Turn-ON/Turn-OFF 的響應(yīng)圖：
MOS電阻：Rmos=Vout*100Ohm/（10V-Vout），在50%位子，Rmos=100Ohm。
從以上圖我們不難看出隨著Gate的電壓不斷上升，MOS在100uS左右開始打開（不同類型的PhotoMOS不同，主要和它的大小有關(guān)），然后 在隨著Gate電壓的繼續(xù)上升，MOS 電阻急劇下降。MOS電阻的下降與Gate電壓成倒數(shù)關(guān)系，也就是Rmos=k/（Vgate-Vth）。
下面切入主題，PhotoMOS的熱切換也會(huì)像機(jī)械Relay一樣那樣會(huì)出現(xiàn)很大的電流嗎？我們知道MOS的電阻是有大變小的，而不是像機(jī)械的立馬接觸且接觸電阻很小，那么在MOS電阻從大變小的過程中能讓電路上因?yàn)闊崆袚Q中多余的能量緩慢釋放嗎？
下面是搭的檢測(cè)電路。我們知道熱切換最惡劣的情況就是負(fù)載是低阻抗，比如接地。這樣會(huì)沒有限制的瞬間釋放掉所有的能量。電路圖中用的負(fù)載是大電容，這是為了便于我們分析問題。在開始階段，惡劣情況等同于接地。下面是Setup的過程：
1，PhotoMOS保持open，APU給10V（100MA的電流RANGE），負(fù)載端放一個(gè)4.7uF的電容。電路中的紅色電容是寄生電容， 這個(gè)寄生電容和APU的狀態(tài)有關(guān)，在APU10V/100mA的情況下它的寄生電容在150nF左右（關(guān)于測(cè)試機(jī)的寄生電容是可以被測(cè)試出來的，有興趣的 可以研究研究）。在這個(gè)Setup下寄生電容被充電到10V。
2，閉合PhotoMOS，這樣不受控制的寄生電容的能量會(huì)放給我們的負(fù)載電容。
那么會(huì)有很大的電流spike產(chǎn)生嗎？下面是我們?cè)?.7uF電容上測(cè)到的電壓變化。第一段的線是因?yàn)榧纳娙莸姆烹?，?dǎo)致負(fù)載電容的電壓極具上 升，根據(jù)I=C*DV/DT，我們可以得出I=1.3A左右，我們也可以看出電流在第一段線上沒有突然的大或小，因?yàn)樗蔷€性上升。而且我們可以看出在開 始的1us左右，因?yàn)镸OS的電阻較大，電流比較小，電壓上升不快。當(dāng)能量釋放完時(shí)，因?yàn)殡娏鱮ang卡在100mA（實(shí)際充電電流為110mA多些，這 是因?yàn)闇y(cè)試的硬件clamp，和測(cè)試機(jī)有關(guān)）。后面的電壓上升就是測(cè)試機(jī)的電流在充電了。
結(jié)論，PhotoMOS在熱切換時(shí)，電流的大小和線路上的額外能量（不受控能量）有關(guān)，額外能量越大，電流越大。1.3A已經(jīng)遠(yuǎn)超我實(shí)驗(yàn)的 PhotoMOS的最大負(fù)載電流，因?yàn)槌掷m(xù)時(shí)間不長(zhǎng)PhotoMOS本身沒有燒壞。一般有種說法就是在極短時(shí)間內(nèi)，PhotoMOS可以承載4，5倍的極 限電流。
當(dāng)然我們要盡量避免熱切換，這里只是熱切換問題的嚴(yán)重性。
有時(shí)候如果考慮不周全也會(huì)導(dǎo)致一些人切換。比如：
熱切換舉例，如果測(cè)O/S時(shí)，因?yàn)楫?dāng)前device open，因抽不出電流電壓clamp到-10V，進(jìn)而對(duì)線路上的電容充電到-10V，測(cè)完O/S后又沒放電的線路，然后open了相關(guān)Relay，關(guān)閉 了相關(guān)測(cè)試機(jī)資源。那么該電容將保持-10V，直到在測(cè)試下一顆Device時(shí)，因?yàn)橹匦聅etup是，因?yàn)閞esource的電已經(jīng)放完，這線路上是 0V，那么線路上的寄生電容就會(huì)對(duì)這個(gè)-10V，放電，同時(shí)device的地也會(huì)通過二極管給電容放電。這樣Relay和device都處于危險(xiǎn)之中。