固态继电器实际应用中产生的故障原因及保护措施

时间： 2023-12-06 来源：先进光半导体

技术问答

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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