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使用Transil的三端双向晶闸管过电压保护

2022-6-10 10:15| 发布者: 闪电| 查看: 31| 评论: 0

摘要: 介绍如IEC 61000-4-5所述,在大多数应用中,三端双向晶闸管直接暴露于来自电源的过电压或IEC 61000-4-4标准。当三端双向晶闸管用于驱动电阻负载(例如:温度调节)时,必须提供它们具有有效的过压保护,以防止在导通 ...


3、变压器选择,用于有效的三端双向晶闸管电压保护

要选择正确的Transil,必须考虑两点:

•首先,Transil的击穿电压必须足够高,以确保在电源电压施加在其端子上,以避免在正常运行中出现任何双向晶闸管(Triac)杂散导通条件

•其次,箝位电压必须足够低,以确保施加的最大电压在浪涌情况下,跨双向晶闸管(Triac)终端低于其VDSM/VRSM水平。

3.1正常操作:检查VRM电压

必须选择Transil,使其VRM电压高于应用这将防止任何Triac虚假开启。要定义最大峰值电压,首先必须定义最大rms线电压。

对于欧洲和大多数亚洲国家,线路标称rms电压范围为220至240 V。此外,该电压的最大变化范围为±10%。这意味着最高峰值电压应为373 V(如下计算所示)。

对于美国和日本市场,rms标称电压范围为100-120 V。这意味着最大峰值电压为187 V。

示例:240 VRMS电网电压:VRMS max.=VRMS×1.1×2=264×2=373V对于240 V操作,Transil VRM必须高于373 V。例如,BZW04-376B Transil可以被使用。这意味着对于最高峰值电压,瞬态泄漏电流将始终低于指定的IRM电流,即该特定BZW04-376B设备的1μA。

对于120 V操作,可使用P6KE220CA Transil。

BZW04 Transils是通孔组件。对于SMD和240 V应用,没有组件具有足够高的峰值电压(SMD的最大可用Transil VRM为188 V)。然后,两个SMAJ188CA-TR可串联使用。

VRM为376 V,适合240 V操作(2 x 188=376 V)。

3.2浪涌电压箝位:检查最大VCL电压


在处理最大箝位电压之前,必须定义晶体管额定功率。首先,我们知道Transil仅在开启Triac的时间内运行。这种传导持续大约1μs。因此,耗散功率保持在Transils的功率能力范围内。BZW04系列(400 W)和P6KE系列(600W)适用于大多数情况(请参阅第3.1节正常操作:检查VRM电压)。

为了定义最大晶体管箝位电压,我们必须定义流经它的电流在三端双向晶闸管接通之前。该电流为双向晶闸管栅极电流。开启所需的最高双向晶闸管栅极电流Triac在标准条件下,在所有ST产品组合中为50 mA(我们认为只有Q1和Q3触发为Triac在此处的这些象限中触发)。


然后,随着Igt在温度降低时增加,开启双向晶闸管调压器所需的瞬态电流将低温时温度较高。


根据ST Triac数据表,对于-40°C的结温,IGT可能高出2.25倍。这使得-40°C=115 mA时的最大瞬态电流为:IGT maxTransil电流可以高于115 mA(如第4节实验验证示例所示)。这

这种现象是由于三端双向晶闸管(Triac)延迟接通造成的。该延迟通常小于2μs。但在此期间时间,即使Transil钳制电压,线路电压仍在增加。这导致电流增加通过Transil二极管。如果负载阻抗较低,即负载功率较高,则该电流较高。

对于2 kW负载,电流可以达到几安培(请参阅第4节实验验证示例)。为了确定这种电流的VCL,可以使用Transil数据表中给出的图6。此图显示对于小于20μs的电流脉冲宽度(远高于双向晶闸管开通时间)和小于1的峰值电流A、 Transil VCL约为550 V。因此它低于大多数Triacs VDSM(700 V或900 V)。

请注意,该图是针对25°C初始结温给出的。对于较高的初始温度,可以使用Transils数据表中给出的温度降额系数(αT),如下式所示。作为Transil喘振前未运行,初始温度为环境温度。通常在工业和设备应用中,最高环境温度为70°C,辅助电压约为20 VBZW04-376B等可忽略不计。

对于SMD应用,可以串联使用两个SMAJ188CA-TR。然后必须计算最大VCL为数据表图表中读取值的两倍,或为1.4 a峰值电流(328 V)提供VCL值。这提供656 V的最大电压,即使对于600 V三端双向晶闸管也是很好的,因为ST保证了700 V的最大峰值电压(参考VDSM、VRSM参数)。



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