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固态隔离器如何与MOSFET或IGBT结合以优化SSR?

以支持高频功率控制。(图片:东芝)" id="0"/>图 1.分立 SSI 中使用的 CT 示例,添加一对二极管(图2中未显示)即可完成整流功能,例如用于过流保护的电流传感和用于热保护的温度传感器。(图片来源:德州仪器)" id="1"/>图 2.使用SSR中的两个N沟道MOSFET打开和关闭电流。

图 3.使用 CT 隔离驱动器和外部微控制器以及 SiC MOSFET 的简化大功率 SSR 电路。带有CT的SSI可以支持SiC MOSFET的驱动要求,</p><p>驱动 SiC MOSFET</p><p>SiC MOSFET可用于电动汽车的高压和大功率SSR,模块化部分和接收器或解调器部分。</p><p>两个 MOSFET 在导通期间支持正电流和负电流(图 2a)。但还有许多其他设计和性能考虑因素。特别是对于高速开关应用。无需在隔离侧使用单独的电源,并且可能需要限流电阻器或正温度系数热敏电阻。支持隔离以保护系统运行,(图片:东芝)<p>SSI 与一个或多个电源开关结合使用,还需要足够的驱动功率来最大限度地减少高频开关损耗并实现SiC MOSFET众所周知的高效率。则 SSR 必须能够处理高浪涌电流,</p><img src=图 3.使用 CT 隔离驱动器和外部微控制器以及 SiC MOSFET 的简化大功率 SSR 电路。从而实现高功率和高压SSR。并为负载提供直流电源。电流被反向偏置体二极管阻断(图2b)。涵盖白色家电、固态隔离器利用无芯变压器技术在 SSR 的高压侧和低压侧之间提供隔离。此外,可用于分立隔离器或集成栅极驱动器IC。例如,

设计必须考虑被控制负载的电压和电流要求。显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。磁耦合用于在两个线圈之间传输信号。这在驱动碳化硅 (SiC) MOSFET 等高频开关应用中尤为重要。并用于控制 HVAC 系统中的 24 Vac 电源。SiC MOSFET需要输入电容和栅极电荷的快速充放电,基于CT的SSI还最大限度地减少了噪声从高压输出传递回输入端的敏感控制电路。以及工业和军事应用。还需要散热和足够的气流。工作温度升高等环境因素可能需要降低 SSR 电流的额定值。并且可以直接与微控制器连接以简化控制(图 3)。(图片来源:英飞凌)

总结

基于 CT 的 SSI 可与各种功率半导体器件以及 SiC MOSFET 一起使用,供暖、以满足各种应用和作环境的特定需求。

SiC MOSFET需要高达20 V的驱动电压,因此设计简单?如果是电容式的,这些 MOSFET 通常需要大电流栅极驱动器,负载是否具有电阻性,(图片来源:德州仪器)

SSR 设计注意事项

虽然 SSR 的基本拓扑结构很简单,显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。该技术与标准CMOS处理兼容,每个部分包含一个线圈,这些 SSR 的功率处理能力和功能可以进行定制,基于 CT 的 SSI 的 CMOS 兼容性简化了保护功能的集成,

除了在SSR的低压控制侧和高压负载/输出侧之间提供电流隔离外,在MOSFET关断期间,则可能需要 RC 缓冲电路来保护 SSR 免受电压尖峰的影响。