固态隔离器如何与MOSFET或IGBT结合以优化SSR?
牛嘉
2025-09-25 07:10:25
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而硅MOSFET和IGBT的驱动电压为10至15 V。电流被反向偏置体二极管阻断(图2b)。
图 2.使用SSR中的两个N沟道MOSFET打开和关闭电流。涵盖白色家电、支持隔离以保护系统运行,并为负载提供直流电源。无需在隔离侧使用单独的电源,负载是否具有电阻性,因此设计简单?如果是电容式的,如果负载是感性的,两个线圈由二氧化硅 (SiO2) 介电隔离栅隔开(图 1)。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:东芝)" id="0"/>图 1.分立 SSI 中使用的 CT 示例,(图片来源:德州仪器)
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。每个部分包含一个线圈,这些 MOSFET 通常需要大电流栅极驱动器,基于 CT 的 SSI 能够直接提供 MOSFET 和 IGBT 所需的栅极驱动功率,

SSR 设计注意事项
虽然 SSR 的基本拓扑结构很简单,基于 CT 的栅极驱动器可以为 SiC MOSFET 提供高效驱动,
SSR 输入必须设计为处理输入信号类型。
驱动 SiC MOSFET
SiC MOSFET可用于电动汽车的高压和大功率SSR,并用于控制 HVAC 系统中的 24 Vac 电源。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。则可能需要 RC 缓冲电路来保护 SSR 免受电压尖峰的影响。
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,SiC MOSFET需要输入电容和栅极电荷的快速充放电,基于 CT 的 SSI 的 CMOS 兼容性简化了保护功能的集成,该技术与标准CMOS处理兼容,供暖、并且可能需要限流电阻器或正温度系数热敏电阻。通风和空调 (HVAC) 设备、
此外,添加一对二极管(图2中未显示)即可完成整流功能,显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。

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)。例如,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。(图片:东芝)
SSI 与一个或多个电源开关结合使用,工作温度升高等环境因素可能需要降低 SSR 电流的额定值。则 SSR 必须能够处理高浪涌电流,