固态继电器实际应用中产生的故障原因及保护措施

2023-12-06 先进光半导体
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固态继电器实际应用中发生反相电压的感性负载:螺线管、电磁阀、电机制动器、接触器、机械继电器等。


一、反相电压引发的故障原因-推测原因

切断感性负载(L负载)(使MOSFET从ON变为OFF时)时产生的反相电压超过MOSFET的负载电压(VOFF)后,输出侧元件会发生故障。

感性负载(L负载)具有在OFF时切断电源仍然会维持电流流通的特性,会产生与负载两端之前加载的电源电压极。

性相反的电压。该电压叫作反相电压,如果超过MOSFET的负载电压(VOFF),MOSFET的输出侧元件会发生故障。

按照(图1)向线圈施加电压后,会产生磁通。

接下来,按照(图2)将开关设为OFF后,磁通消失,在线圈的自感作用下,将沿阻止磁通消失的方向产生反相电压。

此时开关已断开,线圈产生的电动势无处释放,会产生非常高的电压。


CASE 

(图1)

(图2)


二、相应保护措施

请连接保护电路(保护元件),以抑制来自感性负载的过电压。(将过电压控制在负载电压(VOFF)以下)。


①用外接二极管吸收能量。

(图3)


选择的大致标准:

二极管的反向耐压为电路电压的10倍以上,因此请使用正向电流在负载电流以上的二极管。


②用缓冲电路吸收能量。

(图4)


选择的大致标准:

C、R的大致标准如下

C:接点电流1A对应0.5~1(μF)

R:接点电压1V对应0.5~1(Ω)

具体情况因负载的性质和特性的不同而异。考虑到C具备在接点分离时抑制放电的效果,R具备在下次接通时限制电流的作用,请通过实验进行确认。

C请使用耐电压一般为200~300V的电容器。如为AC电路,请使用AC用电容器(无极性)。

但是,在直流高电压下,接点间电弧的断路能力成为问题时,将CR连接在接点之间,而非负载之间可能更加有效,请在实际设备上进行确认。


③用可变电阻切断过电压。

(图5)


选择的大致标准:

请选择截止电压Vc在以下条件内的可变电阻。交流需要为√2倍。Vc>(电源电压×1.5)

但是,设定的Vc如果过高,将无法切断高电压,效果会减弱。


备注:

●使用保护元件会导致负载侧的复位时间(断开时间)变慢,使用前请务必通过实际负载进行确认。

●实际组装二极管、缓冲电路(C-R)、可变电阻等保护元件时,需要安装在负载或MOSFET的附近。如果距离过远,可能发挥不出安装保护元件的效果。

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产品型号
品类
负载电压(V)
负载电流(A)
控制电压(V)/电流(mA)
输出类型
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安装形式
KG3RD100D2-12
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封装
引脚输出
触点类型
负载电压(V)
EPR311A034005EZ
光耦继电器
SMD
4PIN
1A
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额定电压(V)
分断能力
工作温度范围(℃)
熔断特性
尺寸(mm)
VCF-0.1A600VACDC
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导通电阻(Ω)
隔离电压(VRMS)
输入控制电流(mA)
断态漏电电流(µA)
开关速度ton / toff(ms)
输出电容(pF)
封装类型
CPC1006N
常开继电器
60
75
10
1500
0.5
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5
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