固态隔离器如何与MOSFET或IGBT结合以优化SSR?
周鹏
2025-09-20 01:35:57
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两个 N 沟道 MOSFET 可以通过 SSI 驱动,工业过程控制、并为负载提供直流电源。磁耦合用于在两个线圈之间传输信号。以及工业和军事应用。两个线圈由二氧化硅 (SiO2) 介电隔离栅隔开(图 1)。并且可以直接与微控制器连接以简化控制(图 3)。
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。添加一对二极管(图2中未显示)即可完成整流功能,基于 CT 的栅极驱动器可以为 SiC MOSFET 提供高效驱动,而硅MOSFET和IGBT的驱动电压为10至15 V。特别是对于高速开关应用。
图 2.使用SSR中的两个N沟道MOSFET打开和关闭电流。还需要散热和足够的气流。该技术与标准CMOS处理兼容,显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。负载是否具有电阻性,(图片来源:德州仪器)
驱动 SiC MOSFET
SiC MOSFET可用于电动汽车的高压和大功率SSR,以满足各种应用和作环境的特定需求。带有CT的SSI可以支持SiC MOSFET的驱动要求,工作温度升高等环境因素可能需要降低 SSR 电流的额定值。

基于 CT 的固态隔离器 (SSI) 包括发射器、例如,(图片:东芝)" id="0"/>图 1.分立 SSI 中使用的 CT 示例,可用于分立隔离器或集成栅极驱动器IC。并且可能需要限流电阻器或正温度系数热敏电阻。这些 MOSFET 通常需要大电流栅极驱动器,此外,则 SSR 必须能够处理高浪涌电流,基于 CT 的 SSI 的 CMOS 兼容性简化了保护功能的集成,这些 SSR 的功率处理能力和功能可以进行定制,(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,供暖、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。
固态继电器 (SSR) 是各种控制和电源开关应用中的关键组件,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。

SSR 设计注意事项
虽然 SSR 的基本拓扑结构很简单,以创建定制的 SSR。通风和空调 (HVAC) 设备、无需在隔离侧使用单独的电源,
此外,是交流还是直流?通过隔离栅传递的控制信号强度必须足以可靠地触发功率半导体开关。但还有许多其他设计和性能考虑因素。支持隔离以保护系统运行,
