【導讀】固體放電管Sidactor具有可控矽的特性，通過高dv/dt觸(chu)發(fa)工(gong)作(zuo)，省(sheng)去(qu)了(le)驅(qu)動(dong)引(yin)腳(jiao)
，非(fei)常(chang)適(shi)用(yong)於(yu)浪(lang)湧(yong)與(yu)雷(lei)擊(ji)防(fang)護(hu)，與(yu)氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)一(yi)樣(yang)屬(shu)於(yu)撬(qiao)棒(bang)型(xing)保(bao)護(hu)，撬(qiao)棒(bang)型(xing)的(de)電(dian)氣(qi)特(te)點(dian)可(ke)以(yi)見(jian)如(ru)下(xia)圖(tu)

，正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)下(xia)是(shi)關(guan)斷(duan)的(de)，此(ci)時(shi)漏(lou)電(dian)流(liu)較(jiao)小(xiao)，在(zai)浪(lang)湧(yong)電(dian)壓(ya)超(chao)過(guo)擊(ji)穿(chuan)電(dian)壓(ya)VBO時，電路導通進入低鉗位狀態。

本篇文章重點分析對於固體放電管的雷擊應用展開講解。

固體放電管結構：

固體放電管Sidactor具有可控矽的特性

，通過高dv/dt觸(chu)發(fa)工(gong)作(zuo)，省(sheng)去(qu)了(le)驅(qu)動(dong)引(yin)腳(jiao)，非(fei)常(chang)適(shi)用(yong)於(yu)浪(lang)湧(yong)與(yu)雷(lei)擊(ji)防(fang)護(hu)，與(yu)氣(qi)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)一(yi)樣(yang)屬(shu)於(yu)撬(qiao)棒(bang)型(xing)保(bao)護(hu)
，撬(qiao)棒(bang)型(xing)的(de)電(dian)氣(qi)特(te)點(dian)可(ke)以(yi)見(jian)如(ru)下(xia)圖(tu)，正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)下(xia)是(shi)關(guan)斷(duan)的(de)
，此(ci)時(shi)漏(lou)電(dian)流(liu)較(jiao)小(xiao)

，在(zai)浪(lang)湧(yong)電(dian)壓(ya)超(chao)過(guo)擊(ji)穿(chuan)電(dian)壓(ya)VBO時
，電路導通進入低鉗位狀態。與之對應的壓敏電阻與TVS屬(shu)於(yu)鉗(qian)位(wei)型(xing)器(qi)件(jian)，撬(qiao)棒(bang)型(xing)器(qi)件(jian)具(ju)有(you)通(tong)流(liu)量(liang)大(da)的(de)優(you)點(dian)
，鉗(qian)位(wei)型(xing)具(ju)有(you)穩(wen)定(ding)電(dian)壓(ya)的(de)優(you)點(dian)，從(cong)原(yuan)理(li)上(shang)看(kan)，元(yuan)器(qi)件(jian)實(shi)際(ji)能(neng)承(cheng)受(shou)的(de)能(neng)耗(hao)功(gong)率(lv)是(shi)有(you)限(xian)的(de)，撬(qiao)棒(bang)型(xing)具(ju)有(you)低(di)保(bao)護(hu)電(dian)壓(ya)
，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)流(liu)過(guo)更(geng)大(da)的(de)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)
，但(dan)是(shi)對(dui)於(yu)電(dian)流(liu)電(dian)壓(ya)不(bu)過(guo)零(ling)的(de)線(xian)路(lu)，撬(qiao)棒(bang)型(xing)就(jiu)沒(mei)辦(ban)法(fa)自(zi)然(ran)關(guan)斷(duan)
，因(yin)此(ci)就(jiu)有(you)了(le)撬(qiao)棒(bang)型(xing)與(yu)鉗(qian)位(wei)型(xing)器(qi)件(jian)的(de)搭(da)配(pei)使(shi)用(yong)情(qing)況(kuang)。

固體放電管電氣特性：

以Pxxx0S3N係列DO-214AB封裝為例
，P3800S3NLRP工作電壓Vdrm為350V，此時漏電流Idrm為5uA，擊穿電壓Vs在dv/dt 100V/us時對應為430V

，Is為擊穿時的漏電流，超過擊穿電壓後隨著工作電流的上升，導通壓降也會增加，其中Ih為最小的保持電流
，當工作電流低於Ih時，固體放電管恢複關斷狀態
，

規格書同樣給出了不同浪湧波形下的浪湧通流能力，如下可以看到P3800S3NLRP在8/20us波形時可以承受3000A電流，在正弦波50/60Hz時可以承受250A電流。

浪湧實例分享：

單相電源輸入端，220Vac輸入

，最大264Vac
，通過兩個方案對比：

1.     純壓敏方案，考慮到壓敏電阻具有浪湧衰減特性
，選用MOV選型一般按輸入電壓的1.4~2倍，這裏選用385Vac產品
，料號為V14H385AUTO。

2.     壓敏+固體放電管方案，壓敏選用250Vac工作電壓
，固體放電管350Vdc，V14H250AUTO + P3800S3NLRP。

如下為鉗位電壓與浪湧電壓曲線，從中可以看出壓敏電阻與固體放電管的組合可以使得鉗位電壓下降300-400V，從保護效果來看，對於後級半導體器件具有很大的幫助，尤其是工作電壓在臨界的狀態。

如下為施加固定電壓對比漏電流大小，以及施加1mA漏電流時對應的擊穿電壓，可以看出固體放電管與壓敏電阻的組合能夠有效減小係統漏電流，有助於延緩壓敏電阻的老化衰減。

實測對比波形，可以看出對於6kV浪湧測試
，後級電路半導體IGBT或者MOSFET通常為1200V，此(ci)時(shi)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)固(gu)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)與(yu)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)的(de)組(zu)合(he)有(you)效(xiao)規(gui)避(bi)超(chao)過(guo)半(ban)導(dao)體(ti)耐(nai)壓(ya)而(er)出(chu)現(xian)的(de)失(shi)效(xiao)情(qing)況(kuang)。當(dang)然(ran)，施(shi)加(jia)工(gong)作(zuo)中(zhong)由(you)於(yu)線(xian)路(lu)中(zhong)具(ju)有(you)共(gong)模(mo)與(yu)差(cha)模(mo)電(dian)感(gan)，還(hai)有(you)母(mu)線(xian)電(dian)容(rong)的(de)吸(xi)收(shou)，真(zhen)正(zheng)達(da)到(dao)功(gong)率(lv)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)電(dian)壓(ya)會(hui)有(you)所(suo)下(xia)降(jiang)，具(ju)體(ti)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)實(shi)測(ce)來(lai)驗(yan)證(zheng)。

本(ben)次(ci)實(shi)例(li)分(fen)享(xiang)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)與(yu)固(gu)體(ti)放(fang)電(dian)管(guan)的(de)組(zu)合(he)方(fang)式(shi)對(dui)於(yu)線(xian)路(lu)的(de)鉗(qian)位(wei)有(you)顯(xian)著(zhu)效(xiao)果(guo)，同(tong)時(shi)可(ke)以(yi)在(zai)減(jian)小(xiao)壓(ya)敏(min)漏(lou)電(dian)流(liu)的(de)同(tong)時(shi)提(ti)高(gao)其(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)
，對(dui)於(yu)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)以(yi)及(ji)半(ban)導(dao)體(ti)耐(nai)壓(ya)比(bi)較(jiao)極(ji)限(xian)的(de)應(ying)用(yong)是(shi)一(yi)個(ge)很(hen)好(hao)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。

作者：Littelfuse客戶經理Rambo Liu

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