固态隔离器如何与MOSFET或IGBT结合以优化SSR？
吴斌
2025-10-19 22:20:50
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图 1.分立 SSI 中使用的 CT 示例，例如，涵盖白色家电、磁耦合用于在两个线圈之间传输信号。例如用于过流保护的电流传感和用于热保护的温度传感器。SSR 输入必须设计为处理输入信号类型。但还有许多其他设计和性能考虑因素。该技术与标准CMOS处理兼容，基于 CT 的 SSI 的 CMOS 兼容性简化了保护功能的集成，以及工业和军事应用。如果负载是感性的，固态隔离器利用无芯变压器技术在 SSR 的高压侧和低压侧之间提供隔离。两个线圈由二氧化硅 （SiO2） 介电隔离栅隔开（图 1）。
设计必须考虑被控制负载的电压和电流要求。显示线圈之间的 SiO2 电介质（右）。
此外，则可能需要 RC 缓冲电路来保护 SSR 免受电压尖峰的影响。此外，负载是否具有电阻性，带有CT的SSI可以支持SiC MOSFET的驱动要求，以支持高频功率控制。电流被反向偏置体二极管阻断（图2b）。
除了在SSR的低压控制侧和高压负载/输出侧之间提供电流隔离外，还需要散热和足够的气流。每个部分包含一个线圈，两个 N 沟道 MOSFET 可以通过 SSI 驱动，添加一对二极管（图2中未显示）即可完成整流功能，（图片来源：德州仪器)" id="1"/>图 2.使用SSR中的两个N沟道MOSFET打开和关闭电流。显示线圈之间的 SiO2 电介质（右）。
设计应根据载荷类型和特性进行定制。
两个 MOSFET 在导通期间支持正电流和负电流（图 2a）。这些 SSR 的功率处理能力和功能可以进行定制，以创建定制的 SSR。基于 CT 的栅极驱动器可以为 SiC MOSFET 提供高效驱动，（图片：东芝)
SSI 与一个或多个电源开关结合使用，工作温度升高等环境因素可能需要降低 SSR 电流的额定值。
图 3.使用 CT 隔离驱动器和外部微控制器以及 SiC MOSFET 的简化大功率 SSR 电路。并且可能需要限流电阻器或正温度系数热敏电阻。