Внедрение МОП-транзисторов и модулей на карбиде кремния (SiC) ускоряется в тяговых инверторах электромобилей, солнечных string-инверторах и сетевых системах накопления энергии. SiC переключается быстрее, работает при более высоких температурах и выдерживает более высокие напряжения шины. Эти же свойства делают испытательную и защитную развязку вокруг них сложнее, а не проще. Именно здесь высоковольтные герконовые реле сохраняют своё преимущество.
Почему SiC повышает требования к коммутации
Модули SiC обычно работают при напряжении шины от 800 В до 1200 В, со скоростью нарастания dv/dt, которая выводит из строя электромеханические контакторы в задачах контроля изоляции. Реле, которое дребезжит или даёт утечку при киловольтной выдержке, сводит на нет защитную блокировку, которую оно должно было обеспечивать. Важнее всего три свойства:
- Выдерживаемое напряжение: герконовые реле семейств HVR и HRM достигают изоляции от 4 kV до 15 kV при малом посадочном месте SIP или DIL.
- Дребезг контактов: герконовые реле со ртутно-смачиваемыми контактами обеспечивают практически нулевой дребезг, что критически важно для ATE, которые должны фиксировать первую наносекунду события включения.
- Утечка: герконовые контакты имеют утечку уровня pA, поэтому измерение сопротивления изоляции не маскируется самим переключателем.
Две задачи герконовых реле в системах SiC
1. Производственные испытания модулей SiC
Каждый модуль IGBT и SiC перед отгрузкой проверяется на напряжение пробоя, ток утечки затвора и стойкость к короткому замыканию. Высоковольтные герконовые реле выполняют высоковольтную развязку внутри испытательной головки, поскольку выдерживают миллионы циклов при номинальной выдержке без сваривания контактов.
2. Защитная блокировка и контроль изоляции
В зарядке электромобилей и BMS герконовое реле изолирует измерительный тракт во время испытания на электрическую прочность и отпускает только после подтверждения выдержки. Твердотельные аналоги дают утечку и добавляют ёмкость, искажающую измерение.
Контрольный список выбора
При выборе герконового реле для коммутации рядом с SiC проверьте напряжение катушки относительно доступной шины управления, выдержку на уровне не менее 1,5-кратного напряжения шины системы и номинал контактов для испытательного тока в несколько ампер. Для ATE с нулевым дребезгом выбирайте ртутные реле. Для общей изоляции выбирайте серию HVR с сухими герконами.
Семейства высоковольтных герконовых реле SHR AUTOSENSOR, включая HVR, HRM, SIP-HV и ртутно-смачиваемые HGFR, созданы именно для этих условий. Просмотреть полный список моделей или отправьте запрос на кросс-ссылку для вашей текущей детали.