具有機(jī)械電子雙重優(yōu)點(diǎn)的繼電器

圖3: 混合繼電器關(guān)斷(a) – 雙向晶閘管導(dǎo)通放大圖 (b)

3. 降低VFP 峰壓的小貼士

在控制電路設(shè)計(jì)中采納幾個(gè)簡(jiǎn)單的小貼士，有助于降低混合繼電器的VFP現(xiàn)象。

最有實(shí)效的小貼士是控制繼電器在負(fù)電流導(dǎo)通時(shí)關(guān)斷。事實(shí)上，相對(duì)于正電流，負(fù)電流時(shí)VFP更低。圖4所示的VFP電壓測(cè)試條件與圖3.b的VFP電壓測(cè)試條件相同，只是正電流改為負(fù)電流。從圖中不難看出，VFP電壓降了二分之一，從正電流的11.6V降至負(fù)電流的5.5V。負(fù)電流VFP電壓低的原因是，硅結(jié)構(gòu)在第3象限導(dǎo)通比在第2象限(正A2-A1電壓和負(fù)柵電流)更容易。

圖4: 負(fù)關(guān)斷電流時(shí)的VFP

第二個(gè)小貼士是提高雙向晶閘管的柵極電流。以T2550-12G雙向晶閘管為例，特別是對(duì)于正關(guān)斷電流，當(dāng)施加的柵極電流從額定的IGT 電流 (僅50 mA)提升到100 mA時(shí)，VFP 電壓可以降低二分之一甚至三分之二。

另一個(gè)降低VFP 電壓的解決方案是設(shè)法在電流過零時(shí)關(guān)斷繼電器。事實(shí)上，限制關(guān)斷電流還能限制在雙向晶閘管導(dǎo)通時(shí)施加的dIT/dt電流上升速率。當(dāng)然，要想實(shí)現(xiàn)這種解決方案，必須選擇關(guān)斷時(shí)間小于幾毫秒的機(jī)電式繼電器。

給雙向晶閘管串聯(lián)一個(gè)電感也能降低dIT/dt參數(shù)，但是這里不建議縮短機(jī)電繼電器與雙向晶閘管之間的PCB跡線。

結(jié)論：

現(xiàn)在，混合繼電器被家電和系統(tǒng)廠商用于延長(zhǎng)交流開關(guān)的壽命，設(shè)計(jì)尺寸緊湊的控制開關(guān)。

本文分析了尖峰電壓產(chǎn)生的原因，并提出了相應(yīng)的降低電壓的解決方案，例如，在負(fù)電流導(dǎo)通時(shí)關(guān)斷繼電器，在雙向晶閘柵極施加直流或更大電流，或者給雙向晶閘管串聯(lián)一個(gè)電感。