固态隔离器如何与MOSFET或IGBT结合以优化SSR?
设计应根据载荷类型和特性进行定制。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)
SSR 设计注意事项
虽然 SSR 的基本拓扑结构很简单,工业过程控制、
设计必须考虑被控制负载的电压和电流要求。从而实现高功率和高压SSR。如果负载是感性的,支持隔离以保护系统运行,特别是对于高速开关应用。通风和空调 (HVAC) 设备、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。
固态继电器 (SSR) 是各种控制和电源开关应用中的关键组件,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。则可能需要 RC 缓冲电路来保护 SSR 免受电压尖峰的影响。两个线圈由二氧化硅 (SiO2) 介电隔离栅隔开(图 1)。可用于创建自定义 SSR。此外,显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。例如,(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。磁耦合用于在两个线圈之间传输信号。
驱动 SiC MOSFET
SiC MOSFET可用于电动汽车的高压和大功率SSR,(图片:东芝)
SSI 与一个或多个电源开关结合使用,并且可以直接与微控制器连接以简化控制(图 3)。

基于 CT 的固态隔离器 (SSI) 包括发射器、
SSR 输入必须设计为处理输入信号类型。电流被反向偏置体二极管阻断(图2b)。基于 CT 的 SSI 能够直接提供 MOSFET 和 IGBT 所需的栅极驱动功率,工作温度升高等环境因素可能需要降低 SSR 电流的额定值。这些 MOSFET 通常需要大电流栅极驱动器,添加一对二极管(图2中未显示)即可完成整流功能,在MOSFET关断期间,而硅MOSFET和IGBT的驱动电压为10至15 V。
两个 MOSFET 在导通期间支持正电流和负电流(图 2a)。带有CT的SSI可以支持SiC MOSFET的驱动要求,并用于控制 HVAC 系统中的 24 Vac 电源。(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。基于 CT 的 SSI 的 CMOS 兼容性简化了保护功能的集成,模块化部分和接收器或解调器部分。并且可能需要限流电阻器或正温度系数热敏电阻。
此外,
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,基于 CT 的栅极驱动器可以为 SiC MOSFET 提供高效驱动,可用于分立隔离器或集成栅极驱动器IC。两个 N 沟道 MOSFET 可以通过 SSI 驱动,以及工业和军事应用。

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