【技术贴】TN5015H-6G，高温晶闸管可防止较大的电压尖峰

时间：2021-08-19 16:31:51

关键字：晶闸管电压 6G

[导读]点击“意法半导体PDSA"，关注我们！是时候重新考虑如何保护家用电器、工业系统和摩托车稳压器中的电路了吗？在意法半导体最近更新其高温晶闸管系列之后，用户就会质疑这一常见假设，该系列最高可达到150ºC的结温，同时具有高抗扰性。TN系列涵盖了从12A到80A的各种通态电流。但是，为...

点击“意法半导体PDSA"，关注我们！

是时候重新考虑如何保护家用电器、工业系统和摩托车稳压器中的电路了吗？在意法半导体最近更新其高温晶闸管系列之后，用户就会质疑这一常见假设，该系列最高可达到150 ºC的结温，同时具有高抗扰性。TN系列涵盖了从12A到80 A的各种通态电流。但是，为简单起见，本博客帖子将重点介绍一款特定器件：TN5015H-6G。该器件是第一款具有50 A的通态电流和600 V的断态电压的晶闸管，因此对新问题来说是一种有趣的解决方案。【技术贴】TN5015H-6G，高温晶闸管可防止较大的电压尖峰

TN5015H-6G：新常态的答案

当现行标准不足时

重新评估工程师如何防范浪涌电流的需求源于更严苛的期望。由于工程师希望增加利润并使其产品脱颖而出，许多工程师选择提高设计稳健性。用户也期望其产品能够耐受越来越严苛的条件，尤其是在高端或小众市场中。为了使产品更稳健，团队采用的方法是改善其过压保护。的确，很少有什么比未能防范突发浪涌那样对品牌更具破坏性。例如，不可靠的电源造成电视毁坏或雷击导致工业产品失灵都是不可接受的。因此，随着稳健性变得更加重要，浪涌保护也变得越来越关键。
如今，大多数认证可防止2 kV至4 kV之间的浪涌，具体取决于应用。尽管这些数值反映了大多数用例，但许多人认为它们已经不够用，特别是对于工业或高端设计。因此，工程师越来越多地开发额定电压在6kV至12 kV之间的浪涌保护电路。为应对这一新现实，一些监管机构已开始审查其标准。问题在于，公司当前需要解决方案，因为设计师正尝试针对更极端的边缘情况进行规划。

通过晶闸管控制MOV的泄漏电流时

对于浪涌保护，许多工程师开始考虑金属氧化物压敏电阻。MOV的主要目的是吸收大量的电压浪涌，以防止损坏系统的其余部分。在其最基本的表示形式中，MOV使用多个与负载并联的二极管。在正常操作条件下，MOV具有很高的耐受性。但是，如果突然出现高瞬变电压，则二极管电阻下降至几乎为零，从而能够将浪涌从主设备中转移出去。因此，这是预防敏感元件出现突然浪涌的有效方法。
寻求打造更强大的产品的工程师经常会尝试克服MOV的固有缺点。的确，MOV的性能会随着时间的推移或多次使用而降级，这使其在一段时间后变得毫无用处。原因在于每次电涌或超时后，MOV的漏电流都会增加。为解决这一问题，工程师使用串联晶闸管，以屏蔽MOV的泄漏电流。随着标准和消费者试图限制产品对环境的影响，人们不再选择寿命较短的MOV。因此，工程师必须使用晶闸管来确保其浪涌保护更持久。这种趋势可以解释为什么越来越多的工程师开始使用TN5015H-6G之类的器件。【技术贴】TN5015H-6G，高温晶闸管可防止较大的电压尖峰

TN5015H-6G：新挑战的解决方案

【TN5015H-6G】

衡量稳健性（dI/dt和dV/dt）

随着工程师希望通过晶闸管来提高其浪涌保护的稳健性，了解如何确定组件的大小至关重要。遗憾的是，有些团队可能很难确定要优先考虑的技术规格。因此，有必要了解，在涉及稳健性的诸多数据点中，有两个数据点脱颖而出，即dI/dt和dV/dt。前者用于衡量从截止状态到导通状态的最大电流变化率。简而言之，它代表设备可承受一段时间的电压，并将直接影响系统可管理的电流。例如，TN5015H-6G具有100A / 100 µs的dI/dt，从而确保能够承受6 kV的浪涌测试电压。可帮助工程师进行器件选型的另一个值为dV/dt。此规格衡量的是器件开启电压的最小变化率。该值很重要，因为低dV/dt意味着器件会在不适当的时候导通。因此，工程师面临的难题是找到一种栅极触发电流（IGT）足够低的器件，以便能够在浪涌发生时足够灵敏地导通，同时使dV/dt足以能够实现防止误触发的抗扰性。TN5015H-6G在150ºC下的I_GT为15 mA，dV/dt为500 V/µs，对于许多尝试实现更出色浪涌保护的工程师来说，这是一种有效的解决方案。

从高结温中受益

TN5015H-6G侧重于SCR的保护功能，15 mA的调谐门极使其成为浪涌电压斜坡的快速触发器。在高达150°C的温度下，其低栅极电流和高浪涌电流额定值之间的平衡是响应市场的独特特性。由于意法半导体改善了其制造工艺，从而能够实现高结温。随着光刻精度的提高，我们设计的晶闸管可在比传统的125ºC更高的温度下工作。这也解释了我们为什么能够发布经过汽车行业认证的TN器件。
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