1、閘流管和雙向可控硅- 成功應(yīng)用的十條黃金規(guī)則2007-05-26 10:57:19| 分類(lèi)： 可控硅 | 標(biāo)簽：無(wú)|字號(hào)大中小訂閱這篇技術(shù)文獻(xiàn)的目標(biāo)是提供有趣的、描述性的、實(shí)際的介紹，幫助讀者在功率控制方面成功應(yīng)用閘流管和雙向可控硅，提出指導(dǎo)工作的十條黃金規(guī)則。閘流管閘流管是一種可控制的整流管，由門(mén)極向陰極送出微小信號(hào)電流即可觸發(fā)單向電流自陽(yáng)極流向陰極。導(dǎo)通讓門(mén)極相對(duì)陰極成正極性，使產(chǎn)生門(mén)極電流，閘流管立即導(dǎo)通。當(dāng)門(mén)極電壓達(dá)到閥值電壓VGT,并導(dǎo)致門(mén)極電流達(dá)到閥值IGT,經(jīng)過(guò)很短時(shí)間tgt （稱(chēng)作門(mén)極控制導(dǎo)通時(shí)間）負(fù)載電流從正極流向陰極。假如門(mén)極電流由很窄的脈沖構(gòu)成，比方說(shuō)1Ws,它的峰值應(yīng)增

2、大，以保證觸發(fā)。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到閘流管的閂鎖電流值IL 時(shí)，即使斷開(kāi)門(mén)極電流，負(fù)載電流將維持不變。只要有足夠的電流繼續(xù)流動(dòng)， 閘流管將繼續(xù)在沒(méi)有門(mén)極電流的條件下導(dǎo)通。這種狀態(tài)稱(chēng)作閂鎖狀態(tài)。注意，VGT， IGT 和 IL 參數(shù)的值都是25下的數(shù)據(jù)。在低溫下這些值將增大，所以驅(qū)動(dòng)電路必須提供足夠的電壓、電流振幅和持續(xù)時(shí)間，按可能遇到的、最低的運(yùn)行溫度考慮。規(guī)則1為了導(dǎo)通閘流管（或雙向可控硅），必須有門(mén)極電流三IGT ,直至負(fù) 載電流達(dá)到三IL。這條件必須滿足，并按可能遇到的最低溫度考慮。靈敏的門(mén)極控制閘流管，如BT150,容易在高溫下因陽(yáng)極至陰極的漏電而導(dǎo)通。假如結(jié)溫Tj 高于 Tjmax , 將

3、達(dá)到一種狀態(tài)，此時(shí)漏電流足以觸發(fā)靈敏的閘流管門(mén)極。閘流管將喪失維持截止?fàn)顟B(tài)的能力，沒(méi)有門(mén)極電流觸發(fā)已處于導(dǎo)通。要避免這種自發(fā)導(dǎo)通，可采用下列解決辦法中的一種或幾種：1. 確保溫度不超過(guò)Tjmax2. 采用門(mén)極靈敏度較低的閘流管，如BT151 ，或在門(mén)極和陰極間串入1kQ或阻值更小的電阻，降低已有閘流管的靈敏度。3. 若由于電路要求，不能選用低靈敏度的閘流管，可在截止周期采用較小的門(mén)極反向偏流。這措施能增大IL。應(yīng)用負(fù)門(mén)極電流時(shí)，特別要注意降低門(mén)極的功率耗散。截止（換向）要斷開(kāi)閘流管的電流，需把負(fù)載電流降到維持電流IH 之下 ， 并歷經(jīng)必要時(shí)間， 讓所有的載流子撤出結(jié)。在直流電路中可用“強(qiáng)迫換向

4、”， 而在交流電路中則在導(dǎo)通半周終點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。 （負(fù)載電路使負(fù)載電流降到零，導(dǎo)致閘流管斷開(kāi)，稱(chēng)作強(qiáng)迫換向。）然后 ， 閘流管將回復(fù)至完全截止的狀態(tài)。 假如負(fù)載電流不能維持在IH 之下足夠長(zhǎng)的時(shí)間，在陽(yáng)極和陰極之間電壓再度上升之前，閘流管不能回復(fù)至完全截止的狀態(tài)。它可能在沒(méi)有外部門(mén)極電流作用的情況下，回到導(dǎo)通狀態(tài) 。 注意 ， IH 亦在室溫下定義， 和 IL 一樣 ， 溫度高時(shí)其值減小。所以，為保證成功的切換，電路應(yīng)充許有足夠時(shí)間，讓負(fù)載電流降到IH之下，并考慮可能遇到的最高運(yùn)行溫度。規(guī)則2 .要斷開(kāi)（切換）閘流管（或雙向可控硅），負(fù)載電流必須需要高峰值IG。3 .由IG觸發(fā)到負(fù)載電流開(kāi)始流動(dòng)，兩

5、者之間遲后時(shí)間較長(zhǎng)- > 要求IG 維持較長(zhǎng)時(shí)間。4 . 低得多的dIT/dt 承受能力 > 若控制負(fù)載具有高dI/dt 值 （例如白熾燈的冷燈絲），門(mén)極可能發(fā)生強(qiáng)烈退化。5 . 高IL 值（ 1-工況亦如此）>對(duì)于很小的負(fù)載，若在電源半周起始點(diǎn)導(dǎo)通，可能需要較長(zhǎng)時(shí)間的IG,才能讓負(fù)載電流達(dá)到較高的IL。在 標(biāo)準(zhǔn)的 AC 相位控制電路中，如燈具調(diào)光器和家用電器轉(zhuǎn)速控制，門(mén)極和 MT2 的極性始終不變。這表明，工況總是在1+和 3-象限，這里雙向可控硅的切換參數(shù)相同。這導(dǎo)致對(duì)稱(chēng)的雙向可控硅切換，門(mén)極此時(shí)最靈敏。說(shuō)明：以1+， 1-， 3- 和 3+標(biāo)志四個(gè)觸發(fā)象限，完全是為了簡(jiǎn)

6、便，例如用1 +取代“MT2+, G+”等等。這是從雙向可控硅的 V/I特性圖 導(dǎo)出的代號(hào)。正的 MT2相應(yīng)正電流進(jìn)入 MT2,相反也是（見(jiàn)圖5）。實(shí)際上，工況只能存在1 和 3 象限中。上標(biāo)+和 -分別表示門(mén)極輸入或輸出電流。規(guī)則3.設(shè)計(jì)雙向可控硅觸發(fā)電路時(shí)，只要有可能，就要避開(kāi)3+象限（ WT2-， G+） 。其它導(dǎo)通方式還有一些雙向可控硅的導(dǎo)通方式是我們不希望發(fā)生的。其中有些不損傷設(shè)備，另一些則可能破壞設(shè)備。（a）電子噪聲引發(fā)門(mén)極信號(hào)在電子噪聲充斥的環(huán)境中，若干擾電壓超過(guò)VGT,并有足夠的門(mén)極電流，就會(huì)發(fā)生假觸發(fā)，導(dǎo)致雙向可控硅切換。第一條防線是降低臨近空間的雜波。門(mén)極接線越短越好，并確

7、保門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路的共用返回線直接連接到MTI 管腳（對(duì)閘流管是陰極）。若門(mén)極接線是硬線，可采用螺旋雙線，或干脆用屏蔽線，這些必要的措施都是為了降低雜波的吸收。為增加對(duì)電子噪聲的抵抗力，可在門(mén)極和MT1之間串入1k Q或更小的電阻，以此降低門(mén)極的靈敏度。假如已采用高頻旁路電容，建議在該電容和門(mén)極間加入電阻，以降低通過(guò)門(mén)極的電容電流的峰值，減少雙向可控硅門(mén)極區(qū)域?yàn)檫^(guò)電流燒毀的可能。另一解決辦法，選用 H 系列的雙向可控硅（例如， BT139- 600H ）。這些是低靈敏度型號(hào)，規(guī)格10mA min IGT ,專(zhuān)為增強(qiáng)抗干擾能力所設(shè)計(jì)。 Philips Semiconductors 閘流管和雙向可控硅

8、- 成功應(yīng)用的十條黃金規(guī)則Application Note AN10121 5 規(guī)則 4.為減少雜波吸收，門(mén)極連線長(zhǎng)度降至最低。返回線直接連至MT1 （或陰極）。若用硬線，用螺旋雙線或屏蔽線。門(mén)極和 MT1間加電阻1k Q或更小。高頻旁路電容和門(mén)極間串接電阻。 另一解決辦法， 選用 H 系列低靈敏度雙向可控硅。（b）超過(guò)最大切換電壓上升率 dVCOM/dt驅(qū)動(dòng)高電抗性的負(fù)載時(shí)，負(fù)載電壓和電流的波形間通常發(fā)生實(shí)質(zhì)性的相位移動(dòng)。 當(dāng)負(fù)載電流過(guò)零時(shí)雙向可控硅發(fā)生切換，由于相位差電壓并不為零（見(jiàn)圖6） 。這時(shí)雙向可控硅須立即阻斷該電壓。產(chǎn)生的切換電壓上升率若超過(guò)允許的dVCOM/dt ，會(huì)迫使雙向可控

9、硅回復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)。因?yàn)檩d流子沒(méi)有充分的時(shí)間自結(jié)上撤出。高dVCOM/dt 承受能力受二個(gè)條件影響：1. dICOM/dt 為切換時(shí)負(fù)載電流下降率。dICOM/dt 高，則 dVCOM/dt承受能力下降。2. 接面溫度Tj 越高， dVCOM/dt 承受能力越下降。假如雙向可控硅的dVCOM/dt 的允許值有可能被超過(guò)，為避免發(fā)生假觸發(fā)，可在MT1 和MT2間裝置RC緩沖電路，以此限制電壓上升率。通常選用100 Q的能承受浪涌電流的碳膜電阻， 100nF 的電容 。 另一種選擇， 采用 Hi-Com雙向可控硅注意，緩沖電路中無(wú)論如何不能省略電阻。沒(méi)有這限流電阻，電容向雙向可控硅釋放電荷時(shí)可能形成高

10、的dIT/dt,在不利的切換條件下有破壞性。（c） c） 超出最大的切換電流變化率dICOM/dt 導(dǎo)致高 dICOM/dt 值的因素是，高負(fù)載電流、高電網(wǎng)頻率（假設(shè)正弦波電流）或者非正弦波負(fù)載電流 。非正弦波負(fù)載電流和高dICOM/dt 的常見(jiàn)原因是整流供電的電感性負(fù)載。常常導(dǎo)致普通雙向可控硅切換失敗，一旦電源電壓降到負(fù)載反電勢(shì)之下，雙向可控硅電流向零跌落。該效應(yīng)見(jiàn)圖7。雙向可控硅處于零電流狀態(tài)時(shí)，負(fù)載電流繞著橋式整流器“空轉(zhuǎn)”。這類(lèi)負(fù)載產(chǎn)生的dICOM/dt 如此之高，使雙向可控硅甚至不能支持50Hz 波形由零上升時(shí)不大的dV/dt。這里增加緩沖電路并無(wú)好處，因?yàn)?dVCOM/dt不是問(wèn)題

11、所在 。 增加一個(gè)幾mH 的電感 ， 和負(fù)載串連， 可以限制dICOM/dt。另一種解決辦法，采用Hi-Com 雙向可控硅。（d） 超出最大的斷開(kāi)電壓變化率dVD/dt 若截止的雙向可控硅上（或門(mén)極靈敏的閘流管）作用很高的電壓變化率，盡管不超過(guò)VDRM （見(jiàn)圖8）,電容性內(nèi)部電流能產(chǎn)生足夠大的門(mén)極電流，并觸發(fā)器件導(dǎo)通。門(mén)極靈敏度隨溫度而升高。假如發(fā)生這樣的問(wèn)題，MT1 和 MT2 間 （或陽(yáng)極和陰極間）應(yīng)該加上RC緩沖電路，以限制dVD/dto若用的是雙向可控硅，采用 Hi-Com 型雙向可控硅更為有利。Philips Semiconductors 閘流管 和 雙 向 可 控 硅 - 成 功

12、應(yīng) 用 的 十 條 黃 金 規(guī) 則 Application NoteAN10121 6 規(guī)則5.若 dVD/dt 或 dVCOM/dt 可能引起問(wèn)題， 在 MT1 和MT2 間加入 RC 緩沖電路。若高dICOM/dt 可能引起問(wèn)題，加入一幾mH 的電感和負(fù)載串聯(lián)。另一種解決辦法,采用Hi-Com 雙向可控硅。（e） 超出截止?fàn)顟B(tài)下反復(fù)電壓峰值VDRM 遇到嚴(yán)重的、異常的電源瞬間過(guò)程，MT2電壓可能超過(guò) VDRM,此時(shí)MT2和MT1間的漏電將達(dá)到一定程度，并使雙向可控硅自發(fā)導(dǎo)通（見(jiàn)圖9） 。若負(fù)載允許高涌入電流通過(guò)，在硅片導(dǎo)通的小面積上可能達(dá)到極高的局部電流密度。這可能導(dǎo)致硅片的燒毀。白熾燈、

13、電容性負(fù)載和消弧保護(hù)電路都可能導(dǎo)致強(qiáng)涌入電流。由于超過(guò)VDRM 或 dVD/dt 導(dǎo)致雙向可控硅導(dǎo)通，這不完全威脅設(shè)備安全。而是隨之而來(lái)的dIT/dt 很可能造成破壞。原因是，導(dǎo)通擴(kuò)散至整個(gè)結(jié)需要時(shí)間，此時(shí)允許的dIT/dt 值低于正常情況下用門(mén)極信號(hào)導(dǎo)通時(shí)的允許值。假如過(guò)程中限制dIT/dt 到一較低的值，雙向可控硅可能可以幸存。為此，可在負(fù)載上串聯(lián)一個(gè)幾 仙H的不飽和（空心）電感。假如上述解決方法不能接受，或不實(shí)際，可代替的方法是增加過(guò)濾和箝位電路，防止尖峰脈沖到達(dá)雙向可控硅。可能要用到金屬氧化物變阻器（ MOV） ，作為“軟”電壓箝位器，跨接在電源上， MOV 上游增加電感、電容濾波電路

14、。有些廠家懷疑，電路中采用MOV 是否可靠，因?yàn)樗麄兊弥诟邷丨h(huán)境下MOV 會(huì)失控并導(dǎo)致嚴(yán)重事故。原因是它們的工作電壓有顯著的負(fù)溫度系數(shù)。 但是 ， 假如推薦電壓等級(jí)275VRMS 用于 230V 電源， MOV 事故的可能極其微小。選用250V RMS往往會(huì)發(fā)生事故，對(duì)于高溫下的230V 電源這是不夠的。規(guī)則6.假如雙向可控硅的VDRM 在嚴(yán)重的、異常的電源瞬間過(guò)程中有可能被超出，采用下列措施之一：負(fù)載上串聯(lián)電感量為幾nH的不飽和電感，以限制dIT/dt； 用 MOV 跨接于電源， 并在電源側(cè)增加濾波電路。 導(dǎo)通時(shí)的dIT/dt當(dāng)雙向可控硅或閘流管在門(mén)極電流觸發(fā)下導(dǎo)通，門(mén)極臨近處立即導(dǎo)通，

15、然后迅速擴(kuò)展至整個(gè)有效面積。這遲后的時(shí)間有一個(gè)極限，即負(fù)載電流上升率的許可值。過(guò)高的dIT/dt 可能導(dǎo)致局部燒毀，并使MT1-MT2 短路。若在3+象限觸發(fā)，局部的機(jī)理進(jìn)一步降低dIT/dt 的許可值。初始的、急劇的電流上升率可立即使門(mén)極進(jìn)入反向雪崩擊穿狀態(tài)。這可能不會(huì)立即導(dǎo)致破壞。反復(fù)作用下，門(mén)極-MT1 結(jié)將逐步地?zé)龤В琁GT 逐步上升，直至雙向可控硅不能再觸發(fā)。高靈敏的雙向可控硅容易受到影響。 Hi-Com 雙向可控硅不工作在3+象限，所以不受此影響。高dIT/dt 承受能力決定于門(mén)極電流上升率dIG/dt 和峰值IG。較高的dIG/dt值和峰值IG （不超出門(mén)極功率條件下），就有較高

16、的 dIT/dt 承受能力。規(guī)則7.選用好的門(mén)極觸發(fā)電路，避開(kāi)3+象限工況，可以最大限度提高雙向可控硅的dIT/dt 承受能力。前面已提到過(guò)，具有高初始涌入電流的常見(jiàn)負(fù)載是白熾燈，冷態(tài)下電阻低。對(duì)于這種電阻性負(fù)載，若在電源電壓的峰值開(kāi)始導(dǎo)通，dIT/dt 將具有最大值。假如這值有可能超過(guò)雙向可控硅的dIT/dt 值，最好在負(fù)載上串聯(lián)一只幾nH的電感加以限制，或串聯(lián)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。重申，電感在最大電流下不能飽和。一旦飽和，電感將跌落，再也不能限制dIT/dt。無(wú)鐵芯的電感符合這個(gè)條件。一個(gè)更巧妙的解決辦法是采用零電壓導(dǎo)通，不必接入任何限制電流的器件。電流可以從正弦波起點(diǎn)開(kāi)始逐漸上升。注意：

17、應(yīng)該提醒，零電壓導(dǎo)通只能用在電阻性負(fù)載。對(duì)于電感性負(fù)載，由于電壓和電流間存在相位差，使用這方法會(huì)引起“半波”或單極導(dǎo)通，可能使電感性負(fù)載飽和，導(dǎo)致破壞性的高峰電流，以及過(guò)熱。這種場(chǎng)合，更先進(jìn)的控制技術(shù)采用零電流切換或變相位角觸發(fā)。PhilipsSemiconductors 閘流管和雙向可控硅- 成功應(yīng)用的十條黃金規(guī)則Application Note AN10121 7 規(guī)則 8.若雙向可控硅的dIT/dt 有可能被超出，負(fù)載上最好串聯(lián)一個(gè)幾 仙H的無(wú)鐵芯電感或負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。另一種解決辦法：對(duì)電阻性負(fù)載采用零電壓導(dǎo)通。斷開(kāi)由于雙向可 控硅用于交流電路，自然在負(fù)載電流每個(gè)半周的終點(diǎn)斷開(kāi)，除

18、非門(mén)極電流設(shè)置為后半周起點(diǎn)導(dǎo)通。對(duì)IH 的規(guī)則和閘流管相同，見(jiàn)規(guī)則2。Hi-Com 雙向可控硅Hi-Com 雙向可控硅和傳統(tǒng)的雙向可控硅的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有差別。差別之一是內(nèi)部的二個(gè)“閘流管”分隔得更好，減少了互相的影響。這帶來(lái)下列好處：1 .高dVCOM/dt。能控制電抗性負(fù)載，在很多場(chǎng)合下不需要緩沖電路，保證無(wú)故障切換。這降低了元器件數(shù)量、底板尺寸和成本，還免去了緩沖電路的功率耗散。2 .高dICOM/dt。切換高頻電流或非正弦波電流的性能大為改善，而不需要在負(fù)載上串聯(lián)電感，以限制dICOM/dt 。3 .高dVD/dt。雙向可控硅在高溫下更為靈敏。高溫下，處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，容易因高dV/dt 下的

19、假觸發(fā)而導(dǎo)通。Hi-Com 雙向可控硅減少了這種傾向。從而可以用在高溫電器，控制電阻性負(fù)載，例如廚房和取暖電器，而傳統(tǒng)的雙向可控硅則不能用。內(nèi)部結(jié)構(gòu)差別的另一反映是3+象限觸發(fā)是不可能的。在大部分情況下這不成為問(wèn)題，因?yàn)檫@個(gè)觸發(fā)象限最少描述，也最少應(yīng)用。所以直接用Hi-Com 雙向可控硅取代相當(dāng)型號(hào)的傳統(tǒng)雙向可控硅幾乎總是可以的。Hi-Com 雙向可控硅在飛利浦的二份資料中有詳細(xì)介紹：Factsheet 013 - Hi-Com 雙向可控硅原理；Factsheet 014 - Hi-Com雙向可控硅應(yīng)用。雙向可控硅按裝方法對(duì)負(fù)載小，或電流持續(xù)時(shí)間短（小于1 秒鐘）的雙向可控硅，可在自由空間工作

20、。但大部分情況下，需要安裝在散熱器或散熱的支架上。雙向可控硅固定到散熱器的主要方法有三種，夾子壓接、螺栓固定和鉚接。前二種方法的安裝工具很容易取得。很多場(chǎng)合下，鉚接不是一種推薦的方法 。 夾子壓接這是推薦的方法， 熱阻最小 。 夾子對(duì)器件的塑封施加壓力。這 同 樣 適 用 于 非 絕 緣 封 裝 （ SOT82 和 SOT78 ） 和 絕 緣 封 裝（ SOT186 F-pack 和更新的SOT186A X-pack ） 。注意： SOT78 就是 TO220AB 。螺栓固定1. SOT78 組件帶有M3 成套安裝零件，包括矩形墊圈，墊圈放在螺栓頭和接頭片之間。應(yīng)該不對(duì)器件的塑料體施加任何力量

21、。2. 安裝過(guò)程中，螺絲刀決不能對(duì)器件塑料體施加任何力量。3. 和接頭片接觸的散熱器表面應(yīng)處理，保證平坦，10mm 上允許偏差0.02mm 。4. 安裝力矩（帶墊圈）應(yīng)在0.55Nm 和 0.8Nm 之間。5. 應(yīng)避免使用自攻絲螺釘，因?yàn)閿D壓可能導(dǎo)致安裝孔周?chē)穆∑穑绊懫骷蜕崞髦g的熱接觸（見(jiàn)上面第3 點(diǎn)） 。安裝力矩?zé)o法控制，也是這種安裝方法的缺點(diǎn)。6. 器件應(yīng)首先機(jī)械固定，然后焊接引線。這可減少引線的不適當(dāng)應(yīng)力。鉚接除非十分小心，鉚接不是推薦的安裝方法，因?yàn)檫@種操作中可能產(chǎn)生很大的力， 可能使接口變形， 晶片裂紋 ， 器件損壞 。 假如要采用鉚接，為了減少?gòu)U品，必須遵守下列規(guī)則：1.

22、 散熱器必須為器件提供一個(gè)平整、光潔的表面。2. 散熱器安裝孔的直徑不要比器件接頭片安裝孔的直徑大。3. 鉚釘應(yīng)和接頭片孔有間隙，而和散熱器安裝孔無(wú)間隙。4. 器件接口片一側(cè)應(yīng)是鉚釘頭，而不是心軸。5. 鉚釘和接口應(yīng)成90 度（鉚釘頭在整個(gè)園周上和接口片相接觸）6. 鉚接后，鉚釘頭不接觸器件的塑料體。Philips Semiconductors 閘流管和雙向可控硅- 成功應(yīng)用的十條黃金規(guī)則Application NoteAN10121 87. 先把器件固定，散熱器裝上印刷線路板，然后焊接引線。這可把引線的應(yīng)力降到最小。規(guī)則9.器件固定到散熱器時(shí)，避免讓雙向可控硅受到應(yīng)力。固定，然后焊接引線。不

23、要把鉚釘芯軸放在器件接口片一側(cè)。熱阻熱阻Rth 是限制熱流自結(jié)散出的熱阻。 熱阻和電阻是相似的概念。如同電阻公式 R二V八,有相應(yīng)的熱阻公式 Rth =T/P,這里T是溫升，以 K（ Kelvin ）為單位；P 是功率耗散，以W 為單位；因此Rth 的單位為K/W。對(duì)于垂直安裝在大氣中的器件，熱阻決定于結(jié)至環(huán)境熱阻Rth j-a 。對(duì)SOT82 組件的典型數(shù)據(jù)是 100K/W ,對(duì)SOT78 組件是 60K/W,而對(duì)絕緣的Fpack和X-pack為55K/W。對(duì)于安裝在散熱器 上的非絕緣器件，結(jié)至環(huán)境熱阻是個(gè)總值由結(jié)至安裝基面熱阻、安裝基面至散熱器熱阻和散熱器至環(huán)境熱阻相加。Rth j-a=

24、Rth j-mb + Rthmb-h+ Rth h-a （非絕緣組件） 在器件和散熱器之間加入導(dǎo)熱添加劑或薄片，是一種推薦的方法。絕緣組件采用這種安裝方法時(shí)，安裝基面不再是一種基準(zhǔn)，因?yàn)镽th mb-h 成為一常數(shù)，是采用導(dǎo)熱添加劑的最佳值 。 所以 ， 結(jié)至環(huán)境熱阻是結(jié)至散熱器和散熱器至環(huán)境兩熱阻之和。 Rthj-a = Rth j-h + Rth h-a （絕緣組件）Rth j-mb 和 Rth j-h 是確定的，對(duì)每一器件的數(shù)據(jù)可在其資料中查到。Rth mb-h 可在安裝手冊(cè)中查到，根據(jù)是絕緣安裝還是非絕緣安裝，是否添加導(dǎo)熱添加劑。Rth h-a決定于散熱器尺寸和空氣自由流動(dòng)的程度。 散

25、熱器尺寸計(jì)算對(duì)給定的雙向可控硅和負(fù)載電流，要計(jì)算需要的散熱器熱阻，首先要根據(jù)下列公式確定雙向可控硅的功率耗散：P=Vo x IT（AVE） + RS X IT（RMS） 2拐點(diǎn)電壓Vo 和斜率電阻RS 可從 SC03 手冊(cè)的 VT 圖取得。若數(shù)據(jù)沒(méi)有直接列出，可通過(guò)作圖取得。對(duì)最大VT 曲線作一切線，切線和VT軸線的交點(diǎn)給出Vo值，切線斜率（VT/IT）給出RS。應(yīng)用前面的熱阻公式：Rth j-a=T/P 在最高環(huán)境溫度下，結(jié)溫Tj 升至最高允許結(jié)溫Tjmax,由此得出結(jié)溫最大允許提升值。這提供溫升To根據(jù)選定的安裝方法，SC03 手冊(cè)提供Rth j-mb 和 Rth mb-h 數(shù)據(jù)。應(yīng)用前面

26、的熱阻公式Rth j-a= Rth j-mb + Rth mb-h+ Rth h-a ，可最后求得散熱器熱阻Rth h-a 。熱阻抗前面的熱阻計(jì)算只適用于穩(wěn)定狀態(tài)，即過(guò)程時(shí)間大于1 秒。這條件下，熱量才有足夠的時(shí)間從結(jié)傳送到散熱器。對(duì)持續(xù)時(shí)間短于1 秒的電流脈沖或瞬間過(guò)程，散熱器的效果大為減弱。熱量只在器件內(nèi)部擴(kuò)散，很少傳到散熱器。對(duì)于這種瞬間過(guò)程，結(jié)的溫升決定于結(jié)至安裝基面的熱阻抗Zth j-mb 。隨著電流脈沖持續(xù)時(shí)間減小 ， Zth j-mb 下降 ， 因?yàn)樾酒訜釡p少。 假如持續(xù)時(shí)間增大， 接近 1 秒，Zth j-mb 增大至穩(wěn)定狀態(tài)的熱阻值Rth j-mb 。手冊(cè) SC03 提供每

27、種器件的Zth j-mb曲線，適用于持續(xù)時(shí)間低至10jis的雙向或單向的電流。規(guī)則10. 為了長(zhǎng)期可靠工作，應(yīng)保證Rth j-a 足夠低，維持Tj 不高于 Tjmax ,其值相應(yīng)于可能的最高環(huán)境溫度。規(guī)格范圍和封裝方式飛利浦 的 閘 流 管 由 0.8A 的 SOT54 （ TO92 ） 到 25A 的SOT78（ TO220AB ） 。飛利浦的雙向可控硅由1A 的SOT223 至25A 的SOT78 。傳統(tǒng)的型號(hào)（四象限觸發(fā)）和Hi-Com 型號(hào)（三象限觸發(fā)）都有供應(yīng)。SOT54 計(jì)劃在 1996 年前提供。最小的組件是表面安裝的SOT223 ，用于較小的閘流管和雙向可控硅（圖10） 。組件

28、焊接在印刷線路板上 ， 散熱決定于印刷線路板的散熱性能。 同樣的芯片也以SOT82封裝供應(yīng)，這是不絕緣組件（圖12） 。組件的散熱得到改善，因?yàn)樯崞鳠崃鞲撸瑹崃恳萆⒑谩D11 顯示 SOT54 ，其中裝的是最小的器件。比適用 SOT223 的芯片更小的芯片，采用這封裝。這種組件最緊湊，不是表面安裝。SOT78 是最常見(jiàn)的不絕緣組件，我們的大部分器件以這種封裝供應(yīng)（圖 13） 。 Philips Semiconductors 閘流管和雙向可控硅- 成功應(yīng)用的十條黃金規(guī)則Application Note AN10121 9 圖 14 是SOT186 （ F-pack ） 。這一直是飛利浦傳統(tǒng)的絕緣組件。在清潔的狀態(tài)下，器件和散熱器間可承受1500V 電壓峰值。較近期的SOT186A 組件（ X-pack ）見(jiàn)圖15，和老型號(hào)相比有很多優(yōu)點(diǎn)：1. 其管腳間距和SOT78 組件完全相同， 所以它可直接取代SOT78 器件，并提供絕緣，而不必修改安裝設(shè)置。2. 它的接口片頂部不暴露金屬，管腳至散熱器漏電距離較大。因而能提供絕緣電壓2500V RMS ，大為改善。3. 它是完全密封的，SOT78 取代品。Philips Semiconductors 閘流管 和 雙 向 可 控 硅 - 成 功 應(yīng)