TRIAC設(shè)計(jì)應(yīng)用案例-20131220

1、 TRIAC的應(yīng)用設(shè)計(jì)TRIAC的應(yīng)用設(shè)計(jì)Written by : 徐作林Time: Dec.20.20131 主要內(nèi)容一. 選擇TRIAC的理由二. TRIAC的參數(shù)詳細(xì)講解三. TRIAC的失效模式與預(yù)防四. 產(chǎn)品新項(xiàng)目的設(shè)計(jì)參數(shù)要求五. 新項(xiàng)目的原理圖設(shè)計(jì)六. 新項(xiàng)目的TRIAC選型與分析七. 設(shè)計(jì)過(guò)程中的問(wèn)題與分析八. 小結(jié)與建議九. 總結(jié)TRIAC的應(yīng)用設(shè)計(jì)2一.選擇TRIAC的理由相比于繼電器,TRIAC 有以下優(yōu)點(diǎn):沒(méi)有可活動(dòng)的部件沒(méi)有可活動(dòng)的部件提高使用壽命及其可靠性抗震動(dòng)和擺動(dòng)能力強(qiáng)無(wú)觸點(diǎn)顫動(dòng)無(wú)機(jī)械噪聲更容易驅(qū)動(dòng)（更容易驅(qū)動(dòng)（可使用脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)，達(dá)到節(jié)能的效果）節(jié)能的效果

2、）3TRIAC的應(yīng)用設(shè)計(jì)二. TRIAC的參數(shù)詳細(xì)講解要使用TRIAC，我們就首先得了解可控硅，所謂知己知彼，方能百戰(zhàn)不殆嘛。我相信大家對(duì)TRIAC的基本原理早已耳熟能詳了，所以我在這里就不再重復(fù)。下面就讓我們以大名鼎鼎的ST公司的TRIAC為例，一起來(lái)對(duì)其參數(shù)進(jìn)行一次全方面的理解。如附件所示：4TRIAC的應(yīng)用設(shè)計(jì)三. TRIAC的失效模式與預(yù)防 像其它功率元器件一樣, 可控硅在可能會(huì)受到以下應(yīng)力沖擊：機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)力熱應(yīng)力熱應(yīng)力電氣應(yīng)力電氣應(yīng)力如果超過(guò)元器件本身規(guī)格值后 會(huì)導(dǎo)致失效，一般來(lái)講,可控硅失效會(huì)表現(xiàn)以下幾種:第一陽(yáng)極(A1)和第二陽(yáng)極(A2)之間短路或開(kāi)路短路或開(kāi)路;第一陽(yáng)極(A

3、1)和第二陽(yáng)極(A2)之間出現(xiàn)半導(dǎo)通半導(dǎo)通(對(duì)雙向雙向可控硅而言); 第一陽(yáng)極(A1)和控制極(G)之間的短路或開(kāi)路短路或開(kāi)路;第二陽(yáng)極(A2)和控制極(G)之間的短路或開(kāi)路短路或開(kāi)路;上述四種失效中, 第一和第二種失效是經(jīng)常發(fā)生的!5TRIAC的應(yīng)用設(shè)計(jì)過(guò)大的機(jī)械應(yīng)力可造成可控硅失效，在受到撞擊或擠壓后撞擊或擠壓后， 可控硅內(nèi)部晶圓會(huì)因外力作用而導(dǎo)致變形， 甚至導(dǎo)致晶圓和散熱器之間脫落，導(dǎo)致散熱不良而損壞散熱不良而損壞。表現(xiàn)為半導(dǎo)通半導(dǎo)通等。在過(guò)去做過(guò)失效分析數(shù)據(jù)中，大部分機(jī)械應(yīng)力都來(lái)自制造過(guò)程中的打螺絲工藝打螺絲工藝，以下是ST公司公司推薦的螺螺批扭力批扭力：3.1 3.1 機(jī)械應(yīng)力機(jī)械應(yīng)

4、力封裝螺批扭力接觸熱阻TO202-357kgf0.5/WTO-220AB46kgf(*)0.5/WISOWATT22046kgf0.5/WTOP3912kgf0.1/WRD91912kgf0.1/WISOTOPTM912kgf0.05/W(*) 對(duì)于BTB20-/BTB24-/TYN40,最大扭力是5kgf6TRIAC的應(yīng)用設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)過(guò)程中如果可控硅表面或內(nèi)部結(jié)點(diǎn)溫度過(guò)高表面或內(nèi)部結(jié)點(diǎn)溫度過(guò)高， 也會(huì)導(dǎo)致失效，原因是溫度過(guò)高后，導(dǎo)致漏電流等參數(shù)急劇增加漏電流等參數(shù)急劇增加，使得可控硅控制極失去控制控制極失去控制。表現(xiàn)為短路短路/開(kāi)路開(kāi)路或半導(dǎo)通半導(dǎo)通；以下是基本的熱應(yīng)力計(jì)算：TjmaxTa+

5、PdRth(j-c)+Rth(c-h)+Rth(h-a) 或Tjmax時(shí)，電路工作正常，馬達(dá)運(yùn)行平穩(wěn)；當(dāng)時(shí)，電路工作異常，正負(fù)半周失衡。23TRIAC的應(yīng)用設(shè)計(jì) 八. 小結(jié)與建議3 我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用雙向可控硅時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意如下事項(xiàng)：1）需要特別小心其在導(dǎo)通或者關(guān)斷狀態(tài)中電流和電壓的有效值，最大峰值以及脈沖電流和電壓值以及電流的變化率絕對(duì)不能超過(guò)規(guī)格書(shū)中的極限參數(shù)值，否則易損壞；2）注意其規(guī)格書(shū)中絕大部分參數(shù)的定義都跟其結(jié)溫或者殼溫以及環(huán)境溫度息息相關(guān)，由于可控硅本身產(chǎn)生的功耗發(fā)熱，絕對(duì)不能超過(guò)其最大結(jié)溫允許值，否則易損壞。應(yīng)仔細(xì)測(cè)試計(jì)算，評(píng)估結(jié)溫是否超標(biāo)決定是否需要加裝散熱片。3）注意可控硅

6、工作在四個(gè)象限中的哪幾個(gè)，因?yàn)槠浜芏鄥?shù)在不同的象限有不一樣的值，有的差別還挺大4）在開(kāi)通過(guò)程中一定要注意門(mén)極觸發(fā)電流（需要保證觸發(fā)脈沖的幅值和寬帶）和觸發(fā)電壓，閂電流，以及電流上升的變化率。（這些參數(shù)受溫度的影響很大，我們需要考慮最?lèi)毫忧闆r下的參數(shù)值），防止漏觸發(fā)和誤觸發(fā)。5）在關(guān)斷過(guò)程中要注意其電流變化率和電壓變化率以及維持電流（留意溫度變化的影響，設(shè)計(jì)要覆蓋最?lèi)毫拥那闆r），確保可控硅能夠可靠地關(guān)斷。6）對(duì)于應(yīng)用在感性負(fù)載時(shí)，可在可控硅陰陽(yáng)極兩端并聯(lián)RC吸收緩沖電路，降低其電壓變化率dv/dt防止誤觸發(fā)；可在可控硅陰陽(yáng)極主回路串聯(lián)小感量的電感來(lái)改善其電流變化率dI/dt防止關(guān)斷不了的現(xiàn)象。7）在PCB Layout時(shí)，門(mén)極驅(qū)動(dòng)部分的回路要盡可能的小，這樣可以增強(qiáng)抗干擾性能。24TRIAC的應(yīng)用設(shè)計(jì) 九. 總結(jié)我們要對(duì)TRIAC的每一項(xiàng)參數(shù)都了如指掌，在事關(guān)其器件安全方面要對(duì)極限額定參數(shù)降額使用（推薦至少要降額到至少要降額到80%80%，確保留有足夠的安全裕量），在關(guān)系到其穩(wěn)定性和可靠性方面要重點(diǎn)注意溫升注意溫升對(duì)