Littelfuse產品系列新增105 oC額定值800V固態繼電器


原標題:Littelfuse產品系列新增105 oC額定值800V固態繼電器
一、產品核心特性與行業定位
Littelfuse最新推出的PSR系列固態繼電器(SSR)新增105°C額定工作溫度與800V耐壓版本(如PSR-800D105),專為滿足工業自動化、新能源及電動汽車中高溫、高壓場景的嚴苛需求而設計。其關鍵參數如下:
參數 | PSR-800D105規格 | 傳統SSR對比 |
---|---|---|
額定電壓(Vdrm) | 800V(直流/交流峰值) | 通常≤600V |
額定電流(It(RMS)) | 10A(25°C時) | 典型5A~8A |
工作溫度范圍 | -40°C~105°C | 通常-40°C~85°C |
導通電阻(Ron) | <50mΩ(典型) | 80mΩ~120mΩ |
封裝形式 | IP20封裝(帶散熱片) | 通常為DIP或TO-220(無散熱片) |
行業意義:
高溫適應性:105°C額定值使其可直接安裝于電機控制器、逆變器等發熱源附近,減少散熱設計成本;
高壓兼容性:800V耐壓滿足光伏逆變器、工業機器人等高電壓系統的隔離需求;
長壽命:無機械觸點,壽命達10萬次循環(傳統繼電器僅1萬次)。
二、技術架構與性能優勢
1. 高壓絕緣設計
MOSFET堆疊技術:
采用4顆1600V耐壓SiC MOSFET串聯,通過均壓電阻平衡電壓分配,確保單顆MOSFET承受電壓<200V;
擊穿電壓(Vbr):>1200V(符合UL 1577標準),隔離強度提升50%。
爬電距離優化:
封裝內部采用3D絕緣結構,爬電距離>8mm(符合IEC 60664-1標準),避免高壓擊穿。
2. 高效散熱設計
熱阻優化:
結到外殼熱阻(Rth(j-c))<1.5°C/W,較傳統SSR降低40%;
散熱片集成:封裝底部直接焊接鋁散熱片(面積50mm2),散熱效率提升3倍。
溫度補償電路:
內置NTC熱敏電阻,實時監測溫度并調整驅動電流,確保105°C下導通電阻波動<±10%。
案例:
在105°C環境溫度下,PSR-800D105驅動10A負載時,外殼溫度僅升至125°C(低于絕緣材料耐溫150°C),而傳統SSR在相同條件下可能因過熱導致導通電阻翻倍。
三、典型應用場景與性能驗證
1. 工業機器人伺服驅動
需求:
隔離控制信號與高壓電機(額定電壓600Vdc,峰值電壓848V);
適應電機控制器內部高溫(環境溫度85°C,疊加自身發熱達100°C)。
解決方案:
采用PSR-800D105隔離PWM信號(頻率20kHz),導通電阻<50mΩ,壓降<0.5V;
實測數據:在100°C下連續運行1000小時,導通電阻僅增加5%,無失效。
2. 光伏逆變器直流開關
需求:
承受光伏陣列開路電壓(Voc)達1000V(需800V SSR冗余設計);
快速關斷以保護維修人員安全(關斷時間<1ms)。
解決方案:
使用PSR-800D105作為直流側主開關,配合MCU實現主動關斷;
優勢:在800Vdc下關斷時,漏電流<10μA(傳統繼電器>100μA),提升安全性。
四、競品對比與選型建議
供應商 | 器件型號 | 耐壓(V) | 電流(A) | 工作溫度(°C) | 封裝 | 成本(美元) | 典型應用 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Littelfuse | PSR-800D105 | 800 | 10 | -40~105 | IP20(帶散熱) | 12 | 工業伺服、光伏逆變器 |
Omron | G3VM-61VR1 | 600 | 10 | -30~85 | DIP-6 | 8 | 低壓PLC輸出 |
Crydom | D2D40-F80 | 800 | 40 | -40~100 | TO-247 | 25 | 大型電機驅動 |
選型建議:
優先PSR-800D105:若需105°C高溫耐受與800V高壓兼容(如工業機器人、光伏逆變器);
選擇G3VM-61VR1:若應用環境溫度≤85°C且對成本敏感(如低壓工業控制);
選擇D2D40-F80:若需更高電流(40A)(如大型電機啟動場景)。
五、設計注意事項與資源支持
1. 布局建議
散熱路徑優化:
確保散熱片與PCB銅箔接觸面積>30mm2,銅箔厚度≥2oz;
避免在SSR上方布置發熱元件(如功率MOSFET),間距需>5mm。
高壓隔離:
輸入/輸出側走線間距>1.5mm,鋪銅區間隔>3mm;
使用絕緣灌封膠(如Dow Corning 3-4680)覆蓋高壓區域。
2. 驅動電路設計
輸入電壓范圍:
需提供3V~32V驅動電壓(典型值12V),推薦使用恒流源驅動(驅動電流5mA~20mA);
示例電路:
關斷保護:
在輸出端并聯RC緩沖電路(R=10Ω,C=0.1μF),抑制關斷時的電壓尖峰。
3. 資源獲取
數據手冊:訪問Littelfuse官網下載《PSR系列SSR數據手冊》;
評估板:通過Mouser申請PSR-EVK評估套件,包含驅動電路、散熱片及測試負載;
技術支持:聯系Littelfuse應用工程師獲取熱仿真模型(免費,需提供應用場景描述)。
六、總結與推薦
1. 推薦場景
高溫高壓應用:
工業伺服驅動器(環境溫度>85°C);
光伏逆變器直流開關(電壓>600Vdc)。
高可靠性需求:
醫療設備(如MRI電源控制);
航空航天(如衛星電源分配)。
2. 不推薦場景
超低電壓應用(如<3V驅動,需選擇光耦隔離方案);
超高頻開關(如>100kHz,需選擇SiC MOSFET直接驅動)。
3. 關鍵優勢
耐溫耐壓雙突破:105°C/800V滿足極端工況;
低導通損耗:<50mΩ電阻,效率>99.5%;
集成散熱設計:簡化系統熱管理。
結論:
Littelfuse PSR-800D105 SSR通過SiC MOSFET堆疊、3D絕緣結構及集成散熱片,成為首款支持105°C高溫與800V高壓的工業級固態繼電器。其10A電流、50mΩ導通電阻及IP20封裝,尤其適配對可靠性要求嚴苛的工業自動化與新能源場景,是同類產品中兼顧性能與耐用性的優選方案。
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