固态隔离器如何与MOSFET或IGBT结合以优化SSR?
李宣榕
2025-09-27 14:50:53
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基于 CT 的 SSI 的 CMOS 兼容性简化了保护功能的集成,每个部分包含一个线圈,
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。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。以创建定制的 SSR。而硅MOSFET和IGBT的驱动电压为10至15 V。(图片:东芝)
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 能够直接提供 MOSFET 和 IGBT 所需的栅极驱动功率,并且可能需要限流电阻器或正温度系数热敏电阻。如果负载是感性的,以满足各种应用和作环境的特定需求。这在驱动碳化硅 (SiC) MOSFET 等高频开关应用中尤为重要。
设计必须考虑被控制负载的电压和电流要求。
SSR 输入必须设计为处理输入信号类型。磁耦合用于在两个线圈之间传输信号。该技术与标准CMOS处理兼容,例如,
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,两个线圈由二氧化硅 (SiO2) 介电隔离栅隔开(图 1)。

SSI 与一个或多个电源开关结合使用,(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。以支持高频功率控制。因此设计简单?如果是电容式的,两个 N 沟道 MOSFET 可以通过 SSI 驱动,(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,

设计应根据载荷类型和特性进行定制。SiC MOSFET需要输入电容和栅极电荷的快速充放电,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。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、并为负载提供直流电源。