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文件名称:三端双向可控硅进行可靠操作的设计规则.docx
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更新时间:2025-05-26
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文档摘要

三端双向可控硅进展牢靠操作的设计规章

1,正确触发

要翻开一个双向可控硅开,栅极驱动电路必需供给一个“活力”的栅极电流来保证快速有效的触发。

栅极电流的振幅:

门极电流〔IG〕要比指定的最大门触发电流高得多(IGTmax)。此参数是温度Tj=25度时给定的。

在较低的温度下,用曲线表现为门极触发电流随温度的相对变化。设计预期的最低工作温度的栅极驱动。高IG值供给了一个高效触发〔看§2〕。

作为一个实际的原则,我们建议:

门电路的设计:

这里:

VDD(min)=minimumvalueofthepowersupplyVDD(最小)=电源电压的最小值

VOL=outputvoltageofthemicrocontroller(at0logiclevel) VOL=微处理器的输出电压

VG=voltageacrossthegateofthetriac.TakethespecifiedVGT. 在双向晶闸管的栅极电压。实行指定的

VGT

IG=requiredgatecurrent(IG2.IGTmax) 所需的栅极电流

栅极电流持续时间:

〔对于ON-OFF开关〕

脉宽的操作可以明显的降低栅极驱动功耗。

承受栅电流Ig直到负载电流到达闭锁电流〔IL〕

建议使用连续的栅极直流电流,避开流过的负载电流(IT50or100mA)低于维持电流和擎住电流而引起电流的不连续性。

象限:

在的工程中,为了是双向可控硅高性能运行,应避开在第4象限工作,仅在指定的1、2、3象限。

2,平滑导通

当可控硅导通,确保了通态电流上升率不超过规定的最高值。例如在有缓冲网络跨接在双向可控硅时,在电容放电的状况下,检查这一点是格外重要的。

假设di/dt的超过规定值,然后栅区四周的电流密度过高时,产生过热。高重复性的di/dt可能引起硅晶片的逐步退化,引起栅极电流的增加和阻断力量的丧失。

在大多数状况下开关零电压大大降低了通态di/dt和浪涌电流。提示:

一个强大的栅极电流提高了可控硅的di/dt的力量,并提高通态的换向的牢靠性:IGIGT(atleast2or3timesIGTmax,至少2或3倍IGTmax)。

在三端双向可控硅跨接有RC网络的状况下,串联电阻的值必需足以限制通过双向可控硅的峰值电流和di/dt。

我们推举:

*在门极两端不要使用电容。

该电容显著降低di/dt的力量,此外,这种电容并不能改善静态dv/dt特性。图2 为了尽量削减在翻开时的di/dt的应力:

R必需是大于47Ω更高;不能并接栅极电容〔CGK〕

3,导通状态牢靠工作掌握持续结温

TjTjmaxspecified〔指定最大结温〕

在任何时刻,关键是要知道流过器件的电流,和因此而产生的功耗。功耗评估〔P〕:

通过数据手册给定的P=f(ITRMS)曲线。由下面的公式计算最大耗散功率:

这里:Vto=thresholdvoltageofon-stateV(refertothedatasheet)characteristicVto是导通状态的电压阀值特性〔参考数据手册〕

Rd=dynamicon-stateresistance(refertothedatasheet)Rd是通态动态电阻〔参考数据手册〕

ITRMS=currentthroughthetriacITRMS=通过可控硅的电流

无散热器的操作:

三端双向可控硅是在印刷电路板上直接安装没有任何冷却装置。

这里:

Tamb是最大环境温度;

Rth(j-a)是规定的结到环境的热阻〔参考数据手册〕

P是双向可控硅导通时的耗散功率

在这些条件下,可掌握负载电流低于2安培。

有散热器时的操作:

在这里:Tamb是最大环境温度;

Rth(j-c)是结到壳的热阻(参考数据手册);Rth(c-hs)是外壳到散热器的热阻;

例如:对于TO-220封装的Rth〔C-HS〕≤0.5℃/W(〔导热硅脂)Rth(hs)是散热器的热阻;

P是可控硅导通时的耗散功率;

4,安全关闭

为了保证安全关闭操作〔无重复触发的风险〕,首先以通过应用电路的最大(dI/dt)c来选择元件。

1——标准可控硅与灵敏可控硅的状况:

监测(di/dt)c是不够的。在电感负载状况下,必需用RC缓冲网络把重复(dV/dt)c的值限制在规定的值〔看图3〕。

图3(dV/dt)c限制于缓冲

最大允许值的范围一般是1to20V/μs〔参考数据手册〕

RC