关于双向可控硅驱动，深入学习求教贴

登录 · 发表于 2025-7-19 23:38

本帖最后由 yjhon 于 2025-7-20 23:10 编辑

很久没上二姨家了，这几年家庭忙，工作也忙，工作内容也是纷繁复杂，软件，硬件，管理，客诉，前端等等，很久没有沉下心研究技术问题了。最近在可控硅应用上碰到一些问题，想发个帖子，做一些总结，也想得到坛友的指点，以便更好的吃透可控硅这个元件。（本人是软件出身，一直在小企业那种一人就是一个团队的环境中自己摸索硬件，很多时候进入瓶颈，很是痛苦，但愿大家不必经历）闲话就不多扯了，最近碰到的问题，我先描述一下。

第一个问题，是光耦3021隔离驱动BTA24电路，之前做货一直没事，最近比较多的客诉，驱动电阻损坏，阻值无穷大，原本180欧的电阻，阻值开路了。
第二个问题，是非隔离，IO驱动BT136S，一个IO驱动两个串联的BT136，采用VCC共线的方式，低电平打开。客户市面退回两台，驱动可控硅的io对地短路了。
两个电路图，我发一下。------------------------------------------------------------------------
关于问题1，根据电阻厂家的分析，电阻是因为过流过压之类的原因，电阻膜出现了开裂。这个阻值参考的是MOC3021手册中的值，电阻功率选择的是1210,0.5W贴片电阻。出现这个异常后，也查看过一些别的产品设计，看到这个驱动电阻位置，有的是两个1206电阻，阻值560欧。也有两个阻值1.5K的1206电阻，也有两个120欧1210电阻，也有三个1K的0805电阻。然而我以前在其他产品上用的是1210或2512一个电阻，所以沿用了以往经验。
MOC3021手册没有介绍这颗电阻的功率或者封装选择，而看大家应用也是五花八门。这就需要好好研究一下了。首先看下图当光耦打开时，可控硅驱动电流如图流动，从而触发可控硅。由于有斩波应用，所以考虑最恶劣情况，在交流峰值时打开，则输入电压310V加在负载（2200W约22欧）、可控硅门极与T1（这个猜测）、驱动电阻上。三者串联分压。如果忽略GT1，电阻粗略估计，瞬间承受电压270V左右，根据电阻厂的回复，电阻耐压是2.5倍的（功率*R）开根号，大约23V，但电阻厂此参数是基于5秒的测试标准。实际这里的驱动脉冲，大约2ms/20ms的占空，考虑到电阻脉冲功率（还需要资料佐证），脉冲条件下其耐压应该远超23V。实际应该按多少衡量，我还没有一个结论，望有做被动元件的坛友，帮忙指出。

先写到这里，有点困，明天抽空再继补充。------------------------------------------------------
如果简单按平均功率，来倒推一下电阻通过脉冲电压时的可耐受电压，23*20/2约230V，那么一个1210电阻，还是不太够。可行的办法，一是采用两个1210电阻串联，应该更稳妥一点。二从另一个角度考量，目前1210阻值为180欧，若采用1210阻值360欧，则相应2.5倍耐压会提高到33V，再按脉冲驱动和平均功率推算，则大约是335V，这个也还能勉强。三从提高电阻功率考量，若采用2512阻值180欧，则相应按前述推导方式，得脉冲耐压也提高到约335V。这些讨论可能建立在不太严谨的理论之上，还请有更专业知识背景的坛友，帮忙梳理，指正。

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接下来，看第二个问题。客诉不良，在板直接测量芯片TR_L引脚对GND的阻值，发现呈现很小或短路。理论分析，认为可能是有瞬间的高压通过Q2抵达Q2的T1极，这样一来，IO通过R11，对T1呈现比较高压。导致IO或者电阻损坏。通过模拟ACL或ACN线接触不良，发生打火现象，能在TR_L口抓到几十V的尖峰脉冲，大约几百us。然后通过更多数量的板子进行类似模拟，都能复现一定比例的不良（IO对地阻值明显变小甚至短路）。

通过以上分析，基本认为，此电路两可控硅串联使用，存在缺陷，需要改进。不知有没有坛友使用类似串联可控硅的方案，望不吝分享。
在研究临时应对对策时，与客人沟通，同意做好的产品，短路其中一个可控硅，变成单可控硅应用。但，当短路Q2的T1和T2，出现Q1直通现象。再分析，可能是因为当Q2T2为市电负压时，Q1T1到Q1G，再到R10,R11到Q2G,Q2T1形成回路，导致Q1自动触发。市电正压时相反。这样分析不知有无谬误，还请坛友指正。最后选定方案是短路Q1，这样Q2T1也钳位在VCC电压，无论是否有尖峰通过Q2，Q2的G对T1始终是不超过VCC。也不存在误触发的问题，因为Q1T1和Q2T1对IO都是不超过VCC的。

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以上就是这两次问题的分析总结，有很多理解不是很透彻的地方，在此处总结的目的，也是想得到更多坛友专家的指点，想彻底吃透可控硅这个元件。最后贴两个感觉设计比较巧妙的可控硅应用电路，也请有兴趣的朋友，分析和分享。