三端双向可控硅进行可靠操作的设计规则

1、三端双向可控硅进行可靠操作的设计规则 1,正确触发 要打开一个双向可控硅开，栅极驱动电路必须提供一个“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值提供了一个高效触发（看2）。 作为一个实际的原则，我们建议： L 2 * Utmax 门电路的设计： 这里: VDD (min) = minimum value of the power supply VDD(最小)=电源电压的最

2、小值 VOL = output voltage of the microco ntroller (at 0 logic level)VOL= 处理器的输出电压 VG = voltage across the gate of the triac. Take the specified VGT.在双向晶闸管的栅极电压。 采取指定的 VGT IG = required gate curre nt （IG 2. IGT max）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。 采用栅电流Ig直到负载电流达到闭锁电流（IL） 建议使用连续的栅极直流电流

3、，避免流过的负载电流（IT IGT （at least 2 or 3 times IGT max，至少 2 或 3 倍 IGT max）。 F是电源频率。 在 50HZ，(dI/dt)c 是： (曲 / dty = 0.444 耳佑(肝人 I ms with 汗用虧 in Amp J 示例：对于一个8 A RMS正弦电流通过负载，在断态的电流下降速率是：(dI/dt)c = 3.5 A /ms ； 注意： 在非正弦波情况下，在应用电路中必须仔细测量 (dI/dt)c，以便选择合适的可控硅。 在通用电机或通过桥式整流驱动感性负载的情况下，要特别注意。 3晶闸管的情况下 可控硅的导通之后，延迟时间

4、(TQ)在晶闸管(即SCR连接在整流桥之后的情况下)再次加直流电压 之前，还得保持。当然，如果重新施加负电压时，可控硅能够在安全地自然关断。 另一方面，如果电压是正的，而且是过早或过快(dV / dt)C地重新上电，那么，晶闸管可能自行导通 对标准晶闸管来说，这种延迟一般大约 50宙；而非常敏感的可控硅这个延迟时间，可达到200 pSo 如果延迟时间TQ不能延长，电压斜率(dV / dt) C可以用缓冲网络来减小。 注意，TQ延迟时间还取决于电源关断时，电流下降的斜率（di / dt） C，电流下降斜率（di / dt） C越大, 延迟时间TQ越长。 5，保持阻塞下的控制 1最大断态电压 横跨

5、三端双向可控硅的电压必须始终比指定的最大阻断电压低：正常操作电压VDRM /VRRM和瞬态 过压 VDSM / VRSM。 双向可控硅技术是在最大额定电压（VDRM / VRRM）下可靠操作的。超过这个值，会引起可控硅不可 逆的阻断能力下降。 而且，如果在可控硅电压达到击穿电压（VBO），器件将导通。在大多数应用中，开关上的过电压会对 双向晶闸管产生危险结果。事实上，这样的触发是不受控制，由于高的瞬时耗散功率不是均匀的分布在 结，因此会产生过热。在一些极端的情况下，由于高 di / dt，三端双向可控硅失效短路。 A,保护免受外部瞬变。 可控硅必须要保护，避免承受叠加在电源电压上的过电压。使用

6、钳位器件（Transil二极管或压敏电阻） 横跨三端双向可控硅提供额外的保护，通常在设备的线路输入端使用电源钳位和滤波级来实现。 B，关断时防止过压（防止过压关断） 小的负载，如继电器线圈或高度感性阀门。当三端双向可控硅关断，负荷相当于一个电流发生器，提供 保持电流（IH）。这个电流的中断产生的过电压可能横跨三端双向可控硅使其达到危险水平。我们建议 通过VDR （压敏电阻）或RC网络，限制这些尖峰，使其低于 VRSM/ VDSM 。 2消除不必要的触发风险。 杂散触发只能发生的原因如下： 高的dV/dt作用于可控硅 控制栅噪声 阻断能力丧失 超压 A,作用于可控硅的dV/dt 双向可控硅可以通

7、过施加超过规定值较高的 dV / dt来开启（静态dV/dt）。由于设备换向而来的快速瞬变 的情况下（特别是机械开关）或从电源来的尖峰。有必要使用RC网络（缓冲网络） 对于RC值计算的实际关系： C Wpsk and R+ r = 4l7c L（dV Idt） dV/dt是指定的最大值 图4针对静态dV/dt保护 Fig. 4: Protection against static dV/dt| 注意： 对于纯阻性负载，附加一个小电感是必要的 现有的钳位器件是用来避免过电压，但它们并不限制 dV / dt o 对于一个三端双向可控硅，一个电阻并联连接在栅极（RGK ）不会大幅度提高DV / dt

8、的性能。 B，门噪声 如果在栅极上的电压保持低于指定VGD，三端双向可控硅保持在阻断状态（参考数据手册） 另一方面，通常指定一个最小触发电流（IGT最小），不可能把三端双向可控硅打开。 栅极端子是低阻抗电路（敏感器件小于1K或其他大约在100欧），所以设计驱动电路时，只要遵守一般 规则，通过使用去耦和滤波很容易实现这些值。 避免直接在栅极连接滤波电容（看章节 2） C,阻断能力的丧失 双向可控硅能自发的开-关： 在关断状态，如果结温过高而超过规定的最大值。在这种情况下，泄漏电流达到几毫安有热失控和双向 晶闸管的失效风险：设置适当的冷却（看章节 3）o 导通后，如果导通状态到关闭状态不满足换向的条件：超出（dl/dt）c或（dV/dt）c的条件，或结温度过高（看 节4）. D,超压 如果可控硅两端的电压超过 VDSM or VRSM 的值-即使是瞬时的 -设备将导通: 有效的钳位电路是必需的 （看节5）. 总结： 开发一个新的电路时，如本文所述，要充分利用性能和今天的双向可控硅的可靠性，设计人员必须应用 一些简