【技術貼】TN5015H-6G，高溫晶閘管可防止較大的電壓尖峰

時間：2021-08-19 16:31:51

關鍵字：晶閘管電壓 6G

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[導讀]點擊“意法半導體PDSA"，關注我們！是時候重新考慮如何保護家用電器、工業(yè)系統(tǒng)和摩托車穩(wěn)壓器中的電路了嗎？在意法半導體最近更新其高溫晶閘管系列之后，用戶就會質疑這一常見假設，該系列最高可達到150oC的結溫，同時具有高抗擾性。TN系列涵蓋了從12A到80A的各種通態(tài)電流。但是，為...

點擊“意法半導體PDSA"，關注我們！

是時候重新考慮如何保護家用電器、工業(yè)系統(tǒng)和摩托車穩(wěn)壓器中的電路了嗎？在意法半導體最近更新其高溫晶閘管系列之后，用戶就會質疑這一常見假設，該系列最高可達到150 oC的結溫，同時具有高抗擾性。TN系列涵蓋了從12A到80 A的各種通態(tài)電流。但是，為簡單起見，本博客帖子將重點介紹一款特定器件：TN5015H-6G。該器件是第一款具有50 A的通態(tài)電流和600 V的斷態(tài)電壓的晶閘管，因此對新問題來說是一種有趣的解決方案。【技術貼】TN5015H-6G，高溫晶閘管可防止較大的電壓尖峰

TN5015H-6G：新常態(tài)的答案

當現行標準不足時

重新評估工程師如何防范浪涌電流的需求源于更嚴苛的期望。由于工程師希望增加利潤并使其產品脫穎而出，許多工程師選擇提高設計穩(wěn)健性。用戶也期望其產品能夠耐受越來越嚴苛的條件，尤其是在高端或小眾市場中。為了使產品更穩(wěn)健，團隊采用的方法是改善其過壓保護。的確，很少有什么比未能防范突發(fā)浪涌那樣對品牌更具破壞性。例如，不可靠的電源造成電視毀壞或雷擊導致工業(yè)產品失靈都是不可接受的。因此，隨著穩(wěn)健性變得更加重要，浪涌保護也變得越來越關鍵。
如今，大多數認證可防止2 kV至4 kV之間的浪涌，具體取決于應用。盡管這些數值反映了大多數用例，但許多人認為它們已經不夠用，特別是對于工業(yè)或高端設計。因此，工程師越來越多地開發(fā)額定電壓在6kV至12 kV之間的浪涌保護電路。為應對這一新現實，一些監(jiān)管機構已開始審查其標準。問題在于，公司當前需要解決方案，因為設計師正嘗試針對更極端的邊緣情況進行規(guī)劃。

通過晶閘管控制MOV的泄漏電流時

對于浪涌保護，許多工程師開始考慮金屬氧化物壓敏電阻。MOV的主要目的是吸收大量的電壓浪涌，以防止損壞系統(tǒng)的其余部分。在其最基本的表示形式中，MOV使用多個與負載并聯的二極管。在正常操作條件下，MOV具有很高的耐受性。但是，如果突然出現高瞬變電壓，則二極管電阻下降至幾乎為零，從而能夠將浪涌從主設備中轉移出去。因此，這是預防敏感元件出現突然浪涌的有效方法。
尋求打造更強大的產品的工程師經常會嘗試克服MOV的固有缺點。的確，MOV的性能會隨著時間的推移或多次使用而降級，這使其在一段時間后變得毫無用處。原因在于每次電涌或超時后，MOV的漏電流都會增加。為解決這一問題，工程師使用串聯晶閘管，以屏蔽MOV的泄漏電流。隨著標準和消費者試圖限制產品對環(huán)境的影響，人們不再選擇壽命較短的MOV。因此，工程師必須使用晶閘管來確保其浪涌保護更持久。這種趨勢可以解釋為什么越來越多的工程師開始使用TN5015H-6G之類的器件。? 【技術貼】TN5015H-6G，高溫晶閘管可防止較大的電壓尖峰

TN5015H-6G：新挑戰(zhàn)的解決方案

【TN5015H-6G】

衡量穩(wěn)健性（dI/dt和dV/dt）

隨著工程師希望通過晶閘管來提高其浪涌保護的穩(wěn)健性，了解如何確定組件的大小至關重要。遺憾的是，有些團隊可能很難確定要優(yōu)先考慮的技術規(guī)格。因此，有必要了解，在涉及穩(wěn)健性的諸多數據點中，有兩個數據點脫穎而出，即dI/dt和dV/dt。前者用于衡量從截止狀態(tài)到導通狀態(tài)的最大電流變化率。簡而言之，它代表設備可承受一段時間的電壓，并將直接影響系統(tǒng)可管理的電流。例如，TN5015H-6G具有100A / 100 μs的dI/dt，從而確保能夠承受6 kV的浪涌測試電壓。可幫助工程師進行器件選型的另一個值為dV/dt。此規(guī)格衡量的是器件開啟電壓的最小變化率。該值很重要，因為低dV/dt意味著器件會在不適當的時候導通。因此，工程師面臨的難題是找到一種柵極觸發(fā)電流（IGT）足夠低的器件，以便能夠在浪涌發(fā)生時足夠靈敏地導通，同時使dV/dt足以能夠實現防止誤觸發(fā)的抗擾性。TN5015H-6G在150oC下的I_GT為15 mA，dV/dt為500 V/μs，對于許多嘗試實現更出色浪涌保護的工程師來說，這是一種有效的解決方案。?

從高結溫中受益

TN5015H-6G側重于SCR的保護功能，15 mA的調諧門極使其成為浪涌電壓斜坡的快速觸發(fā)器。在高達150°C的溫度下，其低柵極電流和高浪涌電流額定值之間的平衡是響應市場的獨特特性。由于意法半導體改善了其制造工藝，從而能夠實現高結溫。隨著光刻精度的提高，我們設計的晶閘管可在比傳統(tǒng)的125oC更高的溫度下工作。這也解釋了我們?yōu)槭裁茨軌虬l(fā)布經過汽車行業(yè)認證的TN器件。
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