是時候重新思考我們如何保護家用電器、工業系統和摩托車穩壓器中的電路了嗎？在ST更新其高溫晶閘管系列之后，當然有理由質疑常見的假設，該系列可以達到高達 150 oC 的結溫，同時提供高抗噪性。TN 系列涵蓋了從 12 A 到 80 A 的廣泛通態電流。但是，為簡單起見，本博文將重點介紹一個特定的器件：TN5015H-6G。該器件是第一個具有 50 A 的通態電流和 600 V 的斷態電壓的器件，因此代表了對新問題的有趣解決方案。

TN5015H-6G：新常態的答案

當前標準不足時

重新評估工程師如何防范浪涌電流的需要源于更高的期望。隨著工程師希望增加利潤并使其產品與眾不同，許多人選擇提高其設計的穩健性。用戶還希望他們的產品能夠經受住越來越嚴苛的條件，尤其是在高端或利基市場。團隊使產品更強大的一種方法是改進其過壓保護。事實上，很少有事情像未能防范突然激增那樣對品牌造成損害。例如，由于電源不可靠而損壞的電視，或因閃電擊中晶圓廠而導致工業產品故障的情況，都是不可接受的。因此，隨著魯棒性變得更加重要，浪涌保護變得更加關鍵。

今天的大多數認證可防止 2 kV 至 4 kV 之間的浪涌，具體取決于應用。雖然這些值反映了大多數用例，但許多人認為它們已經不夠用了，尤其是對于工業或高端設計。因此，工程師越來越多地開發額定電壓在 6 kV 至 12 kV 之間的浪涌保護電路。一些監管機構已經開始審查他們的標準，以考慮到這一新現實。問題是，如今公司需要解決方案，因為設計師正試圖為更極端的邊緣情況做計劃。

當晶閘管控制 MOV 的漏電流時

一旦人們開始談論浪涌保護，許多工程師就開始考慮金屬氧化物壓敏電阻。MOV 的主要目的是吸收巨大的電壓浪涌，以防止損壞系統的其余部分。在其最基本的表示中，MOV 使用許多與負載并聯的二極管。在正常工作條件下，MOV 具有很高的抗性。但是，如果突然出現高瞬態電壓，二極管的電阻會下降到幾乎為零，從而將浪涌從一次設備轉移。因此，這是一種保護敏感組件免受突然浪涌影響的有效方法。

尋求構建更強大產品的工程師經常嘗試解決 MOV 的固有缺點。事實上，MOV 的性能會隨著時間的推移或多次使用而降低，一段時間后就會變得毫無用處。原因是每次浪涌或超時后，MOV 的漏電流都會增加。為了解決這個問題，工程師使用串聯的晶閘管作為 MOV 漏電流的屏障。隨著標準和消費者試圖限制產品對環境的影響，壽命短的 MOV 不再是一種選擇。因此，工程師必須使用晶閘管來確保其浪涌保護持續更長時間。這樣的趨勢解釋了為什么越來越多的工程師使用像 TN5015H-6G 這樣的設備。

TN5015H-6G：應對新挑戰的解決方案

測量穩健性（dI/dt 和 dV/dt）

當工程師希望晶閘管提高其浪涌保護的穩健性時，了解如何確定組件的尺寸至關重要。不幸的是，一些團隊可能很難確定優先考慮哪些技術規范。因此，必須了解在無數數據點中，有兩個在處理穩健性時很突出：dI/dt 和 dV/dt。前者測量從關閉狀態到開啟狀態時電流的最大變化率。簡而言之，它代表了設備在一段時間內可以承受的電流，它將對系統可以管理的浪涌產生直接影響。例如，TN5015H-6G 的 dI/dt 為 100 A / 100 μs，確保它可以處理 6 kV 浪涌測試。

可以幫助工程師確定其設備尺寸的另一個值是 dV/dt。該規范測量將打開設備的電壓的最小變化率。這個值很重要，因為低 dV/dt 意味著設備將在不合時宜的時刻開啟。因此，工程師們面臨的挑戰是找到一種器件，它的柵極觸發電流 （I GT ） 足夠低，能夠在浪涌發生時足夠靈敏地開啟，但 dV/dt 足以對噪聲免疫防止誤觸發。TN5015H-6G 在 150 oC 時具有 15 mA的 I GT和 500 V/μs 的 dV/dt，成為許多工程師試圖創建更好的浪涌保護的解決方案。

受益于高結溫

TN5015H-6G 專注于 SCR 的保護功能，由于其 15 mA 調諧柵極，是浪涌電壓斜坡中的快速觸發器。在高達 150°C 的溫度下，其低柵極電流和高浪涌電流額定值的權衡是市場上的獨特功能。高結溫是可能的，因為 ST 改進了其制造工藝。隨著我們提高光刻精度，我們已經能夠設計出在高于傳統 125 oC 的溫度下工作的晶閘管。它還解釋了為什么我們可以發布經過汽車行業認證的 TN 設備。

審核編輯：郭婷