TRIAC设计应用案例-20131220

1、 TRIAC的应用设计TRIAC的应用设计Written by : 徐作林Time: Dec.20.20131 主要内容一. 选择TRIAC的理由二. TRIAC的参数详细讲解三. TRIAC的失效模式与预防四. 产品新项目的设计参数要求五. 新项目的原理图设计六. 新项目的TRIAC选型与分析七. 设计过程中的问题与分析八. 小结与建议九. 总结TRIAC的应用设计2一.选择TRIAC的理由相比于继电器,TRIAC 有以下优点:没有可活动的部件没有可活动的部件提高使用寿命及其可靠性抗震动和摆动能力强无触点颤动无机械噪声更容易驱动（更容易驱动（可使用脉冲触发脉冲触发，达到节能的效果）节能的效果

2、）3TRIAC的应用设计二. TRIAC的参数详细讲解要使用TRIAC，我们就首先得了解可控硅，所谓知己知彼，方能百战不殆嘛。我相信大家对TRIAC的基本原理早已耳熟能详了，所以我在这里就不再重复。下面就让我们以大名鼎鼎的ST公司的TRIAC为例，一起来对其参数进行一次全方面的理解。如附件所示：4TRIAC的应用设计三. TRIAC的失效模式与预防 像其它功率元器件一样, 可控硅在可能会受到以下应力冲击：机械应力机械应力热应力热应力电气应力电气应力如果超过元器件本身规格值后 会导致失效，一般来讲,可控硅失效会表现以下几种:第一阳极(A1)和第二阳极(A2)之间短路或开路短路或开路;第一阳极(A

3、1)和第二阳极(A2)之间出现半导通半导通(对双向双向可控硅而言); 第一阳极(A1)和控制极(G)之间的短路或开路短路或开路;第二阳极(A2)和控制极(G)之间的短路或开路短路或开路;上述四种失效中, 第一和第二种失效是经常发生的!5TRIAC的应用设计过大的机械应力可造成可控硅失效，在受到撞击或挤压后撞击或挤压后， 可控硅内部晶圆会因外力作用而导致变形， 甚至导致晶圆和散热器之间脱落，导致散热不良而损坏散热不良而损坏。表现为半导通半导通等。在过去做过失效分析数据中，大部分机械应力都来自制造过程中的打螺丝工艺打螺丝工艺，以下是ST公司公司推荐的螺螺批扭力批扭力：3.1 3.1 机械应力机械应

4、力封装螺批扭力接触热阻TO202-357kgf0.5/WTO-220AB46kgf(*)0.5/WISOWATT22046kgf0.5/WTOP3912kgf0.1/WRD91912kgf0.1/WISOTOPTM912kgf0.05/W(*) 对于BTB20-/BTB24-/TYN40,最大扭力是5kgf6TRIAC的应用设计 在设计过程中如果可控硅表面或内部结点温度过高表面或内部结点温度过高， 也会导致失效，原因是温度过高后，导致漏电流等参数急剧增加漏电流等参数急剧增加，使得可控硅控制极失去控制控制极失去控制。表现为短路短路/开路开路或半导通半导通；以下是基本的热应力计算：TjmaxTa+

5、PdRth(j-c)+Rth(c-h)+Rth(h-a) 或Tjmax时，电路工作正常，马达运行平稳；当时，电路工作异常，正负半周失衡。23TRIAC的应用设计 八. 小结与建议3 我们在实际设计应用双向可控硅时应当特别注意如下事项：1）需要特别小心其在导通或者关断状态中电流和电压的有效值，最大峰值以及脉冲电流和电压值以及电流的变化率绝对不能超过规格书中的极限参数值，否则易损坏；2）注意其规格书中绝大部分参数的定义都跟其结温或者壳温以及环境温度息息相关，由于可控硅本身产生的功耗发热，绝对不能超过其最大结温允许值，否则易损坏。应仔细测试计算，评估结温是否超标决定是否需要加装散热片。3）注意可控硅

6、工作在四个象限中的哪几个，因为其很多参数在不同的象限有不一样的值，有的差别还挺大4）在开通过程中一定要注意门极触发电流（需要保证触发脉冲的幅值和宽带）和触发电压，闩电流，以及电流上升的变化率。（这些参数受温度的影响很大，我们需要考虑最恶劣情况下的参数值），防止漏触发和误触发。5）在关断过程中要注意其电流变化率和电压变化率以及维持电流（留意温度变化的影响，设计要覆盖最恶劣的情况），确保可控硅能够可靠地关断。6）对于应用在感性负载时，可在可控硅阴阳极两端并联RC吸收缓冲电路，降低其电压变化率dv/dt防止误触发；可在可控硅阴阳极主回路串联小感量的电感来改善其电流变化率dI/dt防止关断不了的现象。7）在PCB Layout时，门极驱动部分的回路要尽可能的小，这样可以增强抗干扰性能。24TRIAC的应用设计 九. 总结我们要对TRIAC的每一项参数都了如指掌，在事关其器件安全方面要对极限额定参数降额使用（推荐至少要降额到至少要降额到80%80%，确保留有足够的安全裕量），在关系到其稳定性和可靠性方面要重点注意温升注意温升对