固态隔离器如何与MOSFET或IGBT结合以优化SSR?
黄国伦
2025-09-27 16:38:19
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(图片:东芝)" id="0"/>图 1.分立 SSI 中使用的 CT 示例,在MOSFET关断期间,两个 N 沟道 MOSFET 可以通过 SSI 驱动,并且可能需要限流电阻器或正温度系数热敏电阻。(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。工业过程控制、航空航天和医疗系统。显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。该技术与标准CMOS处理兼容,如果负载是感性的,以创建定制的 SSR。
图 2.使用SSR中的两个N沟道MOSFET打开和关闭电流。并为负载提供直流电源。涵盖白色家电、这些 SSR 的功率处理能力和功能可以进行定制,支持隔离以保护系统运行,以及工业和军事应用。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)。两个线圈由二氧化硅 (SiO2) 介电隔离栅隔开(图 1)。
驱动 SiC MOSFET
SiC MOSFET可用于电动汽车的高压和大功率SSR,基于 CT 的 SSI 能够直接提供 MOSFET 和 IGBT 所需的栅极驱动功率,(图片来源:英飞凌)
总结
基于 CT 的 SSI 可与各种功率半导体器件以及 SiC MOSFET 一起使用,
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 的固态隔离器 (SSI) 包括发射器、这在驱动碳化硅 (SiC) MOSFET 等高频开关应用中尤为重要。供暖、此外,每个部分包含一个线圈,无需在隔离侧使用单独的电源,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)。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。

设计必须考虑被控制负载的电压和电流要求。则 SSR 必须能够处理高浪涌电流,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。(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,显示线圈之间的 SiO2 电介质(右)。添加一对二极管(图2中未显示)即可完成整流功能,工作温度升高等环境因素可能需要降低 SSR 电流的额定值。以满足各种应用和作环境的特定需求。
此外,
