電子工程師必看：QVxx25xHx系列25A高溫雙向晶閘管TRIAC深度解析
電子工程師必看：QVxx25xHx系列25A高溫雙向晶閘管TRIAC深度解析
在電子工程師的日常工作中，選擇合適的半導(dǎo)體器件至關(guān)重要，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能、穩(wěn)定性和壽命。今天，我們就來(lái)深入探討一下Littelfuse公司的QVxx25xHx系列25A高溫雙向晶閘管TRIAC，看看它有哪些獨(dú)特的魅力。
文件下載：Littelfuse QVxx25xHx高溫交變型三端雙向可控硅.pdf
一、產(chǎn)品概述
QVxx25xHx系列是一款25A的高溫雙向晶閘管TRIAC，提供TO - 220AB、TO - 220隔離和TO - 263三種封裝形式。其最大結(jié)溫（$TJ$）可達(dá)150°C，在60Hz時(shí)具有250A的浪涌電流承受能力（$I{TSM}$）。這使得該系列產(chǎn)品在交流電源控制應(yīng)用中，如加熱器控制、電機(jī)速度控制、照明控制和靜態(tài)開(kāi)關(guān)繼電器等方面，能夠?qū)崿F(xiàn)更輕松的熱管理和更高的浪涌處理能力。而且，該雙向晶閘管在象限I、II和III中都能正常工作，在需要高換向能力的應(yīng)用中表現(xiàn)出色。
二、產(chǎn)品特性與優(yōu)勢(shì)
（一）電氣性能優(yōu)越
- 高結(jié)溫：高達(dá)150°C的$T_J$，能適應(yīng)高溫環(huán)境，減少因溫度過(guò)高導(dǎo)致的性能下降和器件損壞風(fēng)險(xiǎn)。
- 高電壓能力：具備800V的電壓承受能力，可滿足多種高壓應(yīng)用場(chǎng)景。
- 高浪涌能力：60Hz半周期時(shí)250A的浪涌能力，能有效應(yīng)對(duì)瞬間大電流沖擊，保護(hù)電路安全。
- 高$dv/dt$：最高可達(dá)2000V/μs的$dv/dt$，能快速響應(yīng)電壓變化，提高電路的動(dòng)態(tài)性能。
（二）封裝與可靠性優(yōu)勢(shì)
- 機(jī)械和熱穩(wěn)定性好：采用TO - 220夾裝式組件，機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，散熱性能良好。
- 內(nèi)部隔離：TO - 220封裝內(nèi)部隔離，提供更好的散熱效果和更高的隔離電壓，增強(qiáng)了產(chǎn)品的安全性和可靠性。
- 環(huán)保合規(guī)：無(wú)鹵且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。同時(shí)，通過(guò)UL 1557認(rèn)證，作為電氣隔離半導(dǎo)體器件，質(zhì)量有保障。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
（一）加熱控制
可應(yīng)用于咖啡壺、即熱式熱水器、紅外線加熱器等設(shè)備的加熱控制，精確調(diào)節(jié)加熱功率，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。
（二）照明控制
在白熾燈和LED照明調(diào)光器中表現(xiàn)出色，能實(shí)現(xiàn)平滑的調(diào)光效果，滿足不同場(chǎng)景的照明需求。
（三）電機(jī)速度控制
適用于廚房電器、電動(dòng)工具、家用/商用白色家電以及輕工業(yè)應(yīng)用中的電機(jī)速度控制，如壓縮機(jī)電機(jī)控制，可根據(jù)需要精確調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
（四）交流固態(tài)繼電器
作為優(yōu)秀的交流開(kāi)關(guān)，在交流固態(tài)繼電器中發(fā)揮重要作用，提高繼電器的性能和可靠性。
四、產(chǎn)品參數(shù)詳解
（一）最大額定值
| 符號(hào) | 特性 | 條件 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| $I_{TRMS}$ | RMS導(dǎo)通電流（全正弦波） | QVxx25LHy：$T = 100°C$；QVxx25RHy/QVxx25NHy：$T = 125°C$ | 25 | A |
| $I_{TSM}$ | 非重復(fù)浪涌峰值導(dǎo)通電流（單半周期，$T_{初始}=25°C$） | $f = 50Hz，t = 20ms$ | 208 | A |
| $f = 60Hz，t = 16.7ms$ | 250 | A | ||
| $I^2t$ | 熔斷$I^2t$值 | $t = 8.3ms$ | 260 | $A^2s$ |
| $di/dt$ | 導(dǎo)通電流臨界上升率 | $f = 60Hz，T = 150°C$ | 100 | A/μs |
| $I_{GTM}$ | 峰值門極觸發(fā)電流 | $t ≤ 10μs，TJ = T{Gmax}= 150°C$ | 4 | A |
| $P_{GAV}$ | 平均門極功率損耗 | $T_J = 150°C$ | 1 | W |
| $T_{stg}$ | 存儲(chǔ)溫度范圍 | - | -40 to 150 | °C |
| $T_J$ | 工作結(jié)溫范圍 | - | -40 to 150 | °C |
| $V{DSM}/V{RSM}$ | 非重復(fù)浪涌峰值關(guān)斷電壓 | 脈沖寬度 = 100μs，$V{DRM}/V{RRM}= 600V$ | 700 | V |
| 脈沖寬度 = 100μs，$V{DRM}/V{RRM}= 800V$ | 1000 | V |
（二）熱特性
| 符號(hào) | 特性 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| $R_{thJC}(AC)$ | 結(jié)到殼熱阻（AC） | QVxx25RHy/QVxx25NHy：0.90；QVxx25LHy：1.8 | K/W |
（三）電氣特性（$T_J = 25°C$，除非另有說(shuō)明）
| 符號(hào) | 描述 | 條件 | QVxx25xH4 | QVxx25xH5 | 單位 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Min | Typ | Max | Min | Typ | Max | ||||
| $I_{GT}$ | 直流門極觸發(fā)電流 | $V_D = 12V，R = 60Ω$，I - II - III | - | - | 35 | - | - | 50 | mA |
| $V_{GT}$ | 直流門極觸發(fā)電壓 | I - II - III | - | - | 1.3 | - | - | 1.3 | V |
| $V_{GD}$ | 門極非觸發(fā)電壓 | $V = V_{DRM}$，$R = 3.3kΩ$，$T_J = 150°C$，I - II - III | 0.15 | - | - | 0.15 | - | - | V |
| $I_H$ | 維持電流 | $I_4 = 400mA$ | - | - | - | - | - | 75 | mA |
| $dv/dt$ | 關(guān)斷狀態(tài)電壓臨界上升率 | $V = V_{DRM}$，門極開(kāi)路，$T_J = 150°C$ | 500 | - | - | 750 | - | - | V/μs |
| $V = 2/3V_{DRM}$，門極開(kāi)路，$T_J = 150°C$ | 1000 | - | - | 2000 | - | - | V/μs | ||
| $(dv/dt)_C$ | 換向$dv/dt$ | $(di/dt)_C = 13.3A/ms$，$T_J = 150°C$ | 25 | - | - | 30 | - | - | V/μs |
| $t_{gt}$ | 開(kāi)通時(shí)間 | $Ig = 2×I{GT}$，$Pw = 15μs$，$I = 35.4A{(pk)}$ | - | - | 3 | - | - | 3 | μs |
| - | - | 5 | - | - | 5 | μs | |||
| - | - | 13 | - | - | 15 | μs |
（四）靜態(tài)特性
| 符號(hào) | 描述 | 條件 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| $V_{TM}$ | 峰值導(dǎo)通電壓 | $I_T = 35.4A$，$t = 380μs$ | 1.50 | V |
| $I{DRM}/I{RRM}$ | 關(guān)斷狀態(tài)電流，重復(fù)峰值 | $V = V_{DRM}$，$T = 25°C$ | 5 | μA |
| $V = V_{DRM}$，$T = 150°C$ | 4 | mA | ||
| $V_{TO}$ | 閾值電壓 | $T_J = 150°C$ | 0.85 | V |
| $R_D$ | 動(dòng)態(tài)電阻 | $T_J = 150°C$ | 17 | mΩ |
五、設(shè)計(jì)考慮因素
（一）元件選擇
在為應(yīng)用選擇合適的元件時(shí)，要充分考慮應(yīng)用的工作參數(shù)和環(huán)境條件。建議將通過(guò)主端子的最大連續(xù)電流限制在元件額定值的75%，以延長(zhǎng)晶閘管的使用壽命。
（二）散熱設(shè)計(jì)
良好的散熱設(shè)計(jì)對(duì)于功率分立半導(dǎo)體至關(guān)重要。選擇合適的散熱片，確保元件在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量能夠及時(shí)散發(fā)出去，避免因過(guò)熱導(dǎo)致元件損壞。
（三）電壓額定值選擇
根據(jù)最壞情況下的電壓條件選擇元件的電壓額定值，以防止過(guò)電壓對(duì)元件造成損害。同時(shí)，要注意$dv/dt$的影響，避免因電壓變化率過(guò)大而導(dǎo)致元件誤觸發(fā)。
（四）安裝與焊接
正確的安裝、焊接和引腳成型方式有助于保護(hù)元件免受損壞。在焊接過(guò)程中，要嚴(yán)格按照焊接參數(shù)進(jìn)行操作，確保焊接質(zhì)量。
六、產(chǎn)品選型與包裝信息
（一）產(chǎn)品選型
| 產(chǎn)品型號(hào) | 600V電壓 | 800V電壓 | 門極靈敏度 1 - II - III象限 | 類型 | 封裝 |
|---|---|---|---|---|---|
| QVxx25LH4 | X | 35mA | 雙向晶閘管 | TO - 220L | |
| QVxx25RH4 | X | 35mA | 雙向晶閘管 | TO - 220R | |
| QVxx25NH4 | - | X | 35mA | 雙向晶閘管 | TO - 263D2 - PAK |
| QVxx25LH5 | X | X | 50mA | 雙向晶閘管 | TO - 220L |
| QVxx25RH5 | X | X | 50mA | 雙向晶閘管 | TO - 220R |
| QVxx25NH5 | X | X | 50mA | 雙向晶閘管 | TO - 263D2 - PAK |
工程師們可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，如電壓要求、門極靈敏度等，從上述產(chǎn)品中選擇合適的型號(hào)。
（二）包裝信息
| 產(chǎn)品型號(hào) | 標(biāo)記 | 重量 | 包裝方式 | 基本數(shù)量 |
|---|---|---|---|---|
| QVxx25LHy | QVxx25LHy | 管裝 | 1000 | |
| QVxx25RHy | QVxx25RHy | 2.2g | ||
| QVxx25NHyTP | QVxx25NHy | 1.6g | 管裝 | 1000 |
| QVxx25NHyRP | QVxx25NHy | 1.6g | 壓紋載帶 | 500 |
不同的包裝方式適合不同的生產(chǎn)需求，工程師們?cè)诓少?gòu)時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
七、總結(jié)
QVxx25xHx系列25A高溫雙向晶閘管TRIAC憑借其優(yōu)異的電氣性能、良好的封裝特性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在交流電源控制市場(chǎng)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，充分了解該系列產(chǎn)品的特點(diǎn)和參數(shù)，合理選擇和使用，將有助于提高產(chǎn)品的性能和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過(guò)類似晶閘管的選型難題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。
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