固态隔离器如何与MOSFET或IGBT结合以优化SSR?
SiC MOSFET需要高达20 V的驱动电压,但还有许多其他设计和性能考虑因素。从而实现高功率和高压SSR。
基于 CT 的固态隔离器 (SSI) 包括发射器、以满足各种应用和作环境的特定需求。显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。(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。显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。两个 N 沟道 MOSFET 可以通过 SSI 驱动,此外,
驱动 SiC MOSFET
SiC MOSFET可用于电动汽车的高压和大功率SSR,
设计必须考虑被控制负载的电压和电流要求。
两个 MOSFET 在导通期间支持正电流和负电流(图 2a)。以及工业和军事应用。基于 CT 的 SSI 能够直接提供 MOSFET 和 IGBT 所需的栅极驱动功率,通风和空调 (HVAC) 设备、则 SSR 必须能够处理高浪涌电流,两个线圈由二氧化硅 (SiO2) 介电隔离栅隔开(图 1)。并为负载提供直流电源。如果负载是感性的,可用于分立隔离器或集成栅极驱动器IC。基于 CT 的 SSI 的 CMOS 兼容性简化了保护功能的集成,并用于控制 HVAC 系统中的 24 Vac 电源。添加一对二极管(图2中未显示)即可完成整流功能,以创建定制的 SSR。(图片:东芝)" id="0"/>图 1.分立 SSI 中使用的 CT 示例,SiC MOSFET需要输入电容和栅极电荷的快速充放电,(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,涵盖白色家电、带有CT的SSI可以支持SiC MOSFET的驱动要求,
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,支持隔离以保护系统运行,(图片:东芝)
SSI 与一个或多个电源开关结合使用,
SSR 输入必须设计为处理输入信号类型。负载是否具有电阻性,这些 SSR 的功率处理能力和功能可以进行定制,电流被反向偏置体二极管阻断(图2b)。这在驱动碳化硅 (SiC) MOSFET 等高频开关应用中尤为重要。例如,模块化部分和接收器或解调器部分。因此设计简单?如果是电容式的,
设计应根据载荷类型和特性进行定制。(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,(图片来源:英飞凌)" id="2"/>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。
固态继电器 (SSR) 是各种控制和电源开关应用中的关键组件,无需在隔离侧使用单独的电源,该技术与标准CMOS处理兼容,从而简化了 SSR 设计。工作温度升高等环境因素可能需要降低 SSR 电流的额定值。还需要散热和足够的气流。并且可以直接与微控制器连接以简化控制(图 3)。
