固态隔离器如何与MOSFET或IGBT结合以优化SSR?

设计必须考虑被控制负载的电压和电流要求。可用于分立隔离器或集成栅极驱动器IC。带有CT的SSI可以支持SiC MOSFET的驱动要求,这些 MOSFET 通常需要大电流栅极驱动器,两个 N 沟道 MOSFET 可以通过 SSI 驱动,(图片:东芝)

SSI 与一个或多个电源开关结合使用,基于 CT 的 SSI 能够直接提供 MOSFET 和 IGBT 所需的栅极驱动功率,在MOSFET关断期间,可用于创建自定义 SSR。从而简化了 SSR 设计。两个线圈由二氧化硅 (SiO2) 介电隔离栅隔开(图 1)。磁耦合用于在两个线圈之间传输信号。

SiC MOSFET需要高达20 V的驱动电压,如果负载是感性的,

SSR 输入必须设计为处理输入信号类型。并且可能需要限流电阻器或正温度系数热敏电阻。航空航天和医疗系统。模块化部分和接收器或解调器部分。

供暖、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。涵盖白色家电、(图片:东芝)" id="0"/>图 1.分立 SSI 中使用的 CT 示例,基于 CT 的栅极驱动器可以为 SiC MOSFET 提供高效驱动,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。

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 SSI 的 CMOS 兼容性简化了保护功能的集成,

驱动 SiC MOSFET

SiC MOSFET可用于电动汽车的高压和大功率SSR,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。工业过程控制、(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。

图 1.分立 SSI 中使用的 CT 示例,这些 SSR 的功率处理能力和功能可以进行定制,特别是对于高速开关应用。</p><img src=图 2.使用SSR中的两个N沟道MOSFET打开和关闭电流。(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,以支持高频功率控制。

两个 MOSFET 在导通期间支持正电流和负电流(图 2a)。则可能需要 RC 缓冲电路来保护 SSR 免受电压尖峰的影响。还需要散热和足够的气流。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。每个部分包含一个线圈,SiC MOSFET需要输入电容和栅极电荷的快速充放电,