30/35 Amp高溫雙向可控硅——QJxx30xH4 & QJxx35xH4系列的特性與應(yīng)用

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，可控硅是交流電源控制應(yīng)用里常用的器件。今天，我們就來深入探討一下Littelfuse公司的QJxx30xH4 & QJxx35xH4系列30/35 Amp高溫雙向可控硅（Alternistor Triacs）。

文件下載：Littelfuse QJxx30xH4 30A交變型三端雙向可控硅.pdf

產(chǎn)品概述

QJxx30xH4 & QJxx35xH4系列雙向可控硅具有高達(dá)150°C的最大結(jié)溫以及350A的$I_{TSM}(60Hz)$浪涌電流承受能力。這一系列產(chǎn)品適用于多種交流電源控制應(yīng)用，如加熱器控制、電機(jī)調(diào)速、照明控制和靜態(tài)開關(guān)繼電器等。它能夠在第一、二、三象限工作，在需要高換向能力的應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

雙向可控硅在交流電源控制中具有顯著優(yōu)勢(shì)，它可以實(shí)現(xiàn)交流電的無觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，具備無火花、動(dòng)作快、壽命長、可靠性高以及簡化電路結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，還能夠用交流信號(hào)作觸發(fā)信號(hào)，作為交流雙向開關(guān)使用。接下來，我們?cè)敿?xì)了解QJxx30xH4 & QJxx35xH4系列的具體特性。

主要特性與優(yōu)勢(shì)

電氣性能優(yōu)異

• 電流與電壓能力：該系列雙向可控硅的$I{TRMS}$為30A或35A，$V{DRM}/V{ARM}$可達(dá)600V或800V，能滿足不同功率需求的應(yīng)用。其門極觸發(fā)電流$I{GT}$為35mA，在$T{J}=25^{circ}C$時(shí)，觸發(fā)電流$I{T}$在特定測(cè)試條件下為35mA，通態(tài)電壓$V_{ST}$最大為1.0V，這些參數(shù)保證了器件能夠穩(wěn)定觸發(fā)和導(dǎo)通。
• 浪涌承受能力：在非重復(fù)浪涌峰值導(dǎo)通電流方面表現(xiàn)出色，60Hz時(shí)單半周期（初始溫度$T_{j}=25^{circ}C$）可達(dá)350A，50Hz時(shí)為290A。$I^{2}t$值（熔斷值）在$t = 8.3ms$時(shí)為508$A^{2}s$，這使得它能夠承受一定的浪涌沖擊，提高了系統(tǒng)的可靠性。

熱性能良好

• 高溫工作能力：最大結(jié)溫$T_{J}$高達(dá)150°C，存儲(chǔ)溫度范圍和工作結(jié)溫范圍均為 - 40°C到150°C。這種寬溫度范圍的特性使得該系列雙向可控硅在高溫環(huán)境下也能穩(wěn)定工作，減少了因溫度過高導(dǎo)致的性能下降和失效風(fēng)險(xiǎn)。
• 熱阻特性：不同封裝的熱阻有所不同，如QJxx30LH4/QJxx35LH4的結(jié)到外殼熱阻$R_{θJC}$為1.8°C/W，QJxx30RH4/QJxx30NH4為1.0°C/W。良好的熱阻特性有助于熱量的散發(fā)，降低結(jié)溫，提高器件的使用壽命。

其他優(yōu)勢(shì)

• 電氣隔離：能夠?qū)崿F(xiàn)2500Vrms的電氣隔離，增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。
• 環(huán)保合規(guī)：符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)且無鹵，滿足環(huán)保要求。
• 封裝優(yōu)勢(shì)：采用機(jī)械和熱性能穩(wěn)健的TO - 220夾裝組件，方便安裝和散熱。

應(yīng)用領(lǐng)域

加熱控制

適用于咖啡壺、即熱式熱水器和紅外線加熱器等加熱設(shè)備的控制。在這些應(yīng)用中，雙向可控硅可以精確控制加熱功率，實(shí)現(xiàn)溫度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

固態(tài)繼電器

可用于交流固態(tài)繼電器，實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)開關(guān)控制，具有響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

照明調(diào)光

無論是白熾燈還是LED照明，都能通過該雙向可控硅實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能，滿足不同的照明需求。

電機(jī)調(diào)速

在廚房電器、電動(dòng)工具、家用/商用電器以及輕工業(yè)應(yīng)用（如壓縮機(jī)電機(jī)控制）中，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速控制，提高電機(jī)的運(yùn)行效率和性能。

設(shè)計(jì)考慮因素

參數(shù)選擇

在設(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)具體應(yīng)用的工作參數(shù)和環(huán)境條件，仔細(xì)選擇合適的器件。例如，要將主端子的最大連續(xù)電流限制在器件額定值的75%以內(nèi)，以確保器件的長期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，要根據(jù)最壞情況選擇合適的電壓等級(jí)，避免過電壓對(duì)器件造成損壞。

散熱設(shè)計(jì)

由于半導(dǎo)體器件對(duì)溫度較為敏感，過熱是導(dǎo)致半導(dǎo)體失效的主要原因之一。因此，要進(jìn)行合理的散熱設(shè)計(jì)，確保器件在工作過程中能夠及時(shí)散熱，將結(jié)溫控制在允許范圍內(nèi)。可以采用散熱片、風(fēng)扇等散熱措施，提高散熱效率。

防止誤觸發(fā)

要注意防止過電壓（包括$dv/dt$）和浪涌電流對(duì)器件的影響。$dv/dt$是防止誤觸發(fā)的關(guān)鍵參數(shù)，當(dāng)該值超限時(shí)，可能導(dǎo)致雙向可控硅出現(xiàn)誤導(dǎo)通現(xiàn)象。可以在T1和T2間裝置RC緩沖電路，限制電壓上升率，防止誤觸發(fā)。

制造工藝

正確的安裝、焊接和引腳成型也有助于保護(hù)器件免受損壞。在焊接過程中，要嚴(yán)格按照焊接參數(shù)進(jìn)行操作，避免因焊接不當(dāng)導(dǎo)致器件性能下降。例如，回流焊接時(shí)，預(yù)熱溫度、時(shí)間、升溫速率等參數(shù)都有嚴(yán)格要求，要確保焊接過程符合規(guī)范。

產(chǎn)品選型與封裝

產(chǎn)品選型

該系列提供了多種型號(hào)供選擇，如QJxx30LH4、QJxx30RH4、QJxx30NH4等，用戶可以根據(jù)所需的電壓（600V或800V）、電流（30A或35A）、封裝形式等進(jìn)行選擇。其中，“xx”表示電壓/10。

封裝形式

有TO - 220L、TO - 220R和TO - 263 D - PAK等多種封裝形式。不同的封裝具有不同的尺寸和特點(diǎn)，工程師可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的空間和散熱要求選擇合適的封裝。例如，TO - 220封裝適用于需要較好散熱性能的應(yīng)用，而TO - 263 D - PAK封裝則更適合表面貼裝的設(shè)計(jì)。

總之，QJxx30xH4 & QJxx35xH4系列30/35 Amp高溫雙向可控硅以其優(yōu)異的性能和豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，為電子工程師在交流電源控制設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)可靠的選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，工程師需要充分考慮器件的各項(xiàng)參數(shù)和特性，結(jié)合具體應(yīng)用需求，做出合理的設(shè)計(jì)決策。大家在使用雙向可控硅進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，有沒有遇到過什么特別的問題或者有什么獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評(píng)論區(qū)分享交流。