是時(shí)候重新思考我們?nèi)绾伪Ｗo(hù)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ST更新其高溫晶閘管系列之后，當(dāng)然有理由質(zhì)疑常見的假設(shè)，該系列可以達(dá)到高達(dá) 150 oC 的結(jié)溫，同時(shí)提供高抗噪性。TN 系列涵蓋了從 12 A 到 80 A 的廣泛通態(tài)電流。但是，為簡(jiǎn)單起見，本博文將重點(diǎn)介紹一個(gè)特定的器件：TN5015H-6G。該器件是第一個(gè)具有 50 A 的通態(tài)電流和 600 V 的斷態(tài)電壓的器件，因此代表了對(duì)新問(wèn)題的有趣解決方案。

TN5015H-6G：新常態(tài)的答案

當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)不足時(shí)

重新評(píng)估工程師如何防范浪涌電流的需要源于更高的期望。隨著工程師希望增加利潤(rùn)并使其產(chǎn)品與眾不同，許多人選擇提高其設(shè)計(jì)的穩(wěn)健性。用戶還希望他們的產(chǎn)品能夠經(jīng)受住越來(lái)越嚴(yán)苛的條件，尤其是在高端或利基市場(chǎng)。團(tuán)隊(duì)使產(chǎn)品更強(qiáng)大的一種方法是改進(jìn)其過(guò)壓保護(hù)。事實(shí)上，很少有事情像未能防范突然激增那樣對(duì)品牌造成損害。例如，由于電源不可靠而損壞的電視，或因閃電擊中晶圓廠而導(dǎo)致工業(yè)產(chǎn)品故障的情況，都是不可接受的。因此，隨著魯棒性變得更加重要，浪涌保護(hù)變得更加關(guān)鍵。

今天的大多數(shù)認(rèn)證可防止 2 kV 至 4 kV 之間的浪涌，具體取決于應(yīng)用。雖然這些值反映了大多數(shù)用例，但許多人認(rèn)為它們已經(jīng)不夠用了，尤其是對(duì)于工業(yè)或高端設(shè)計(jì)。因此，工程師越來(lái)越多地開發(fā)額定電壓在 6 kV 至 12 kV 之間的浪涌保護(hù)電路。一些監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始審查他們的標(biāo)準(zhǔn)，以考慮到這一新現(xiàn)實(shí)。問(wèn)題是，如今公司需要解決方案，因?yàn)樵O(shè)計(jì)師正試圖為更極端的邊緣情況做計(jì)劃。

當(dāng)晶閘管控制 MOV 的漏電流時(shí)

一旦人們開始談?wù)摾擞勘Ｗo(hù)，許多工程師就開始考慮金屬氧化物壓敏電阻。MOV 的主要目的是吸收巨大的電壓浪涌，以防止損壞系統(tǒng)的其余部分。在其最基本的表示中，MOV 使用許多與負(fù)載并聯(lián)的二極管。在正常工作條件下，MOV 具有很高的抗性。但是，如果突然出現(xiàn)高瞬態(tài)電壓，二極管的電阻會(huì)下降到幾乎為零，從而將浪涌從一次設(shè)備轉(zhuǎn)移。因此，這是一種保護(hù)敏感組件免受突然浪涌影響的有效方法。

尋求構(gòu)建更強(qiáng)大產(chǎn)品的工程師經(jīng)常嘗試解決 MOV 的固有缺點(diǎn)。事實(shí)上，MOV 的性能會(huì)隨著時(shí)間的推移或多次使用而降低，一段時(shí)間后就會(huì)變得毫無(wú)用處。原因是每次浪涌或超時(shí)后，MOV 的漏電流都會(huì)增加。為了解決這個(gè)問(wèn)題，工程師使用串聯(lián)的晶閘管作為 MOV 漏電流的屏障。隨著標(biāo)準(zhǔn)和消費(fèi)者試圖限制產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響，壽命短的 MOV 不再是一種選擇。因此，工程師必須使用晶閘管來(lái)確保其浪涌保護(hù)持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。這樣的趨勢(shì)解釋了為什么越來(lái)越多的工程師使用像 TN5015H-6G 這樣的設(shè)備。

TN5015H-6G：應(yīng)對(duì)新挑戰(zhàn)的解決方案

測(cè)量穩(wěn)健性（dI/dt 和 dV/dt）

當(dāng)工程師希望晶閘管提高其浪涌保護(hù)的穩(wěn)健性時(shí)，了解如何確定組件的尺寸至關(guān)重要。不幸的是，一些團(tuán)隊(duì)可能很難確定優(yōu)先考慮哪些技術(shù)規(guī)范。因此，必須了解在無(wú)數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)中，有兩個(gè)在處理穩(wěn)健性時(shí)很突出：dI/dt 和 dV/dt。前者測(cè)量從關(guān)閉狀態(tài)到開啟狀態(tài)時(shí)電流的最大變化率。簡(jiǎn)而言之，它代表了設(shè)備在一段時(shí)間內(nèi)可以承受的電流，它將對(duì)系統(tǒng)可以管理的浪涌產(chǎn)生直接影響。例如，TN5015H-6G 的 dI/dt 為 100 A / 100 μs，確保它可以處理 6 kV 浪涌測(cè)試。

可以幫助工程師確定其設(shè)備尺寸的另一個(gè)值是 dV/dt。該規(guī)范測(cè)量將打開設(shè)備的電壓的最小變化率。這個(gè)值很重要，因?yàn)榈?dV/dt 意味著設(shè)備將在不合時(shí)宜的時(shí)刻開啟。因此，工程師們面臨的挑戰(zhàn)是找到一種器件，它的柵極觸發(fā)電流 （I GT ） 足夠低，能夠在浪涌發(fā)生時(shí)足夠靈敏地開啟，但 dV/dt 足以對(duì)噪聲免疫防止誤觸發(fā)。TN5015H-6G 在 150 oC 時(shí)具有 15 mA的 I GT和 500 V/μs 的 dV/dt，成為許多工程師試圖創(chuàng)建更好的浪涌保護(hù)的解決方案。

受益于高結(jié)溫

TN5015H-6G 專注于 SCR 的保護(hù)功能，由于其 15 mA 調(diào)諧柵極，是浪涌電壓斜坡中的快速觸發(fā)器。在高達(dá) 150°C 的溫度下，其低柵極電流和高浪涌電流額定值的權(quán)衡是市場(chǎng)上的獨(dú)特功能。高結(jié)溫是可能的，因?yàn)?ST 改進(jìn)了其制造工藝。隨著我們提高光刻精度，我們已經(jīng)能夠設(shè)計(jì)出在高于傳統(tǒng) 125 oC 的溫度下工作的晶閘管。它還解釋了為什么我們可以發(fā)布經(jīng)過(guò)汽車行業(yè)認(rèn)證的 TN 設(shè)備。

審核編輯：郭婷