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【技術(shù)貼】800V H系列三端雙向可控硅或體積更小、結(jié)溫更高、更安全的器件設(shè)計挑戰(zhàn)

意法半導體宣布一項里程碑事件，其800V H系列三端雙向可控硅（額定電壓值800 V）系列新增15個型號，全部支持150oC的結(jié)溫。該系列器件的當前電流范圍從8A到30A，適用于廣泛的應(yīng)用場景。這些元件也可采用TO-220AB、TO-220AB Ins、以及D2PAK封裝。后者提供更高的集成度和更出色的散熱性能，使工程師能夠?qū)⑸嵩p少到TO-2封裝的一半。

800V H系列三端雙向可控硅系列產(chǎn)品的陣容擴大是對新行業(yè)挑戰(zhàn)的直接回應(yīng)。事實上，這些元件滿足了最近的需求：縮小電路及其外殼的體積，同時保持高工作溫度。這些看似相互矛盾的要求需要新的解決方案，比如我們新的800VH系列三端雙向可控硅，這些器件已經(jīng)幫助設(shè)計人員成功解決了問題。因此，讓我們看看工程師們面臨哪些新電氣障礙，以及他們?nèi)绾尾拍芙鉀Q這些問題。【技術(shù)貼】800V H系列三端雙向可控硅或體積更小、結(jié)溫更高、更安全的器件設(shè)計挑戰(zhàn)

【意法半導體的高溫三端雙向可控硅系列產(chǎn)品】

800V H系列三端雙向可控硅和工程師面臨的新挑戰(zhàn)

體積更小，性能更強大

讓我們以吹風機為典型示例。1890年，一位法國造型師首先發(fā)明了該裝置，它看起來就像一個倒置的真空吸塵器，和人差不多高。隨后，美國公司進行了革新，在1915年左右發(fā)布了第一款手持式吹風機。它重約2磅（1kg），只能產(chǎn)生100瓦的熱量。如今，一款標準吹風機的重量只有它的一半，安全性提高了很多，而且能提供近2000瓦的熱量。盡管取得了這些成就，該行業(yè)仍然致力于研發(fā)體積更小、功能更強大的吹風機產(chǎn)品。每一次技術(shù)進步的幅度都不再像20世紀那樣大。然而，熱水器、咖啡機或吹風機還在進一步縮小，以適應(yīng)更小的生活空間，減少對環(huán)境的影響等。?

安全挑戰(zhàn)

【意法半導體的800V H系列三端雙向可控硅】
小型吹風機的內(nèi)在問題是，它們?nèi)匀恍枰诟邷叵鹿ぷ?。同樣，咖啡機或熱水器也必須提供足夠的熱量才能達到沸點。然而，系統(tǒng)整體尺寸的縮小會帶來新的電氣挑戰(zhàn)，可能會造成破壞性后果。以家用攪拌機為例，縮小整體設(shè)計尺寸不能以犧牲安全措施為代價。例如，攪拌機幾乎總是包含一個阻尼保護電路，以防止電源的快速瞬態(tài)電壓。如果沒有它，一臺處于關(guān)閉狀態(tài)但電源插頭仍然插在墻上的機器可能會因為突然的電流浪涌而突然轉(zhuǎn)入運行狀態(tài)，這可能會造成傷害。然而，保護電路的尺寸并不總是能夠輕易縮小。

結(jié)溫的重要性

意法半導體的800V H系列三端雙向可控硅現(xiàn)在可以承受更高的快速瞬變，并支持150oC的結(jié)溫，意味著可以更高效、安全地縮小設(shè)計尺寸。的確，乍看之下，能夠達到150oC（而不是125oC）可能并不令人驚艷。然而，如果工程師希望將設(shè)備表面溫度保持在60oC左右，這種進步意味著工程師現(xiàn)在有90oC（而不是65ooC(125– 60)）的余量。正是這50%的增長使得工程師們能夠減少兩個散熱裝置。

800V H系列三端雙向可控硅和現(xiàn)在可用的新解決方案

更高的結(jié)溫，更小的尺寸，更強的可靠性

除了結(jié)溫本身，工程師們還研究了提供此類熱技術(shù)參數(shù)的某家制造商的產(chǎn)品范圍。例如，意法半導體的800V H系列三端雙向可控硅適用于小型設(shè)備（8A）、熱水器（10 A）、甚至工業(yè)HVAC（30 A），這是其基礎(chǔ)制造工藝可靠性的象征。此外，由于設(shè)備都使用類似的架構(gòu)，廣泛的負載范圍能夠幫助公司加快走完認證過程。?工程師們仔細研究的另一個技術(shù)參數(shù)是最大導通壓降（V_TM）。它用于衡量設(shè)備通電時承受的電壓。該數(shù)值很重要，因為它直接影響到其他冷卻部件的尺寸，從而影響設(shè)計尺寸。像T1635H-8G（16A - 800 V800V H系列三端雙向可控硅）這樣的器件，22 A和25 oC時的最高V_TM僅為1.5V。同樣，800V H系列三端雙向可控硅在150oC時泄漏電流更小，這意味著設(shè)備隨著時間的推移更加穩(wěn)定，在關(guān)斷狀態(tài)下的運行溫度更低。

切勿忘記穩(wěn)定性?

選擇設(shè)備時，團隊最終會研究其穩(wěn)定性。標準越來越嚴格。顧客對最終產(chǎn)品的要求越來越多。具有高可靠性和長使用壽命的設(shè)計可以將品牌推向新的高度。因此，為了更好地評估一款元件的穩(wěn)定性，工程師必須考慮其干擾能力。團隊還應(yīng)該檢查導致設(shè)備不正常啟動的最小電壓變化率（dV/dt）和關(guān)斷換向能力((dI/dt)c)。800V H系列三端雙向可控硅在適用電路中的抗干擾能力可達6 kV，在150oC時的靜態(tài)dV/dt為2000V/μs, 面向30 A器件的固態(tài)（dI/dt) C至少為25 A/ms，這種獨特的優(yōu)勢已經(jīng)成功支持團隊的設(shè)計被采納。
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