【应用】固态继电器CPC1705Y助力IGCT驱动电路故障检测，极低0.09Ω导通电阻、3.25A大负载电流
IGCT（集成门极换流晶闸管）吸收了晶闸管的开通和通态特性，具有电流大、电压高、可靠性高、结构紧凑和损耗低等特点，是一种比较理想的MW级功率中高压半导体开关器件，广泛应用于变流器等中高压产品中。由于IGCT是一种电流控制型器件，其驱动控制比较复杂，因此在驱动故障检测需要做到更高可靠性，IXYS（LITTELFUSE收购）针对这一应用推出了低干扰、大电流固态继电器产品CPC1705Y，本文将结合变流器产品讨论一下CPC1705Y在驱动电路故障检测中的应用。
IGCT的驱动电路是采用20V直流电源供电，如图1所示，是风电变流器上IGCT驱动的内部框图，20V电源通过内部电源产生5V和15V控制电源，给控制部分供电，整个驱动有开通维持电路、关断电路和检测保护电路和光纤接口等部分组成。其中开通维持部分向IGCT提供开通脉冲电流和通态门极维持电流，关断部分则负责控制IGCT的关断。
图1 风电变流器上IGCT驱动的内部框图
IGCT在驱动检测出故障时，需要关断IGCT门极驱动，其关断原理如图2所示，在初期导通状态下，C1截止，需要控制门极的晶体管Q1，使得C1充电，目的是为了C1上的电压方向施加到IGCT的门极和阴极之间，从而来确保关断IGCT。然而为了确保安全性和可靠性，门极的控制管Q1需要采取一定的隔离措施，而传统的机械式继电器方案由于机械寿命问题，逐渐被固态继电器所替代，针对这一应用，IXYS（Littelfuse收购）推出了大电流固态继电器CPC1705Y。
图2 IGCT关断电路原理图
CPC1705Y的输出采用IXYS集成电路部门专利OptoMOS架构的高效MOSFET开关来实现的，高效的红外LED在输入端控制光耦输出，仅需5mA输入电流即可激活隔离式DC开关。该继电器具有高可靠性，在无缓冲电路情况下无电弧生成，也没有EMI/RFI和干扰产生，进一步提升了在IGCT驱动故障检测的安全可靠性。
同时CPC1705Y的负载电流是业界最高的额定值，具有非常低的0.09Ω的导通电阻和3.25A的大负载电流。凭借着它的低导通电阻和大负载电流能力，使该继电器在IGCT驱动电路故障检测时，不会因为瞬间大峰值电流而出现损坏。
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LITTELFUSE 1-Form-A/1-Form-B Relays 系列固态继电器选型表
Littelfuse提供各种固态继电器器件，有多种 封装版本，组合了常开（A型）和常闭（B型）开关。这些双极继电器 有独立继电器电极（AB型）和耦合切换触点型式（C型）。
|
产品型号
|
品类
|
阻断电压（VP）
|
负载电流（mA）
|
导通电阻（Ω）
|
隔离电压（VRMS）
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输入控制电流（mA）
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断态漏电电流A / B（µA）
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开关速度ton / toff（ms）
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输出电容A / B (pF)
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封装类型
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CPC2317N
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固态继电器
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60
|
120
|
16
|
1500
|
1
|
1/1
|
3/3
|
5/10
|
8-pin SOIC
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选型表 - LITTELFUSE 立即选型
SRP1–CR Solid State Relays
型号- SRP1-CRDZH-025TC-N,SRP1-CRDZH-050TC-N,SRP1-CRARH-025TC-N,SRP1-CRARH-050TC-N,SRP1-CRDRL-010TC-N,SRP1–CR,SRP1-CRDRL-025TC-N,SRP1-CRAZL-050TC-N,SRP1-CRDZL-025TC-N,SRP1-CRDZL-010TC-N,SRP1-CRARL-025TC-N,SRP1-CRARL-050TC-N,SRP1-CRDRH-025TC-N,SRP1-CRDRH-050TC-N,SRP1-CRAZH-050TC-N,SRP1-CRAZH-025TC-N,SRP1-CRARL-010TC-N,SRP1-CRDRL-050TC-N,SRP1-CRAZL-010TC-N,SRP1-CRAZL-025TC-N,SRP1-CRDZL-050TC-N
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