Behlke HTS开关的新型通用控制单元

Behlke为所有高温超导单开关、推挽开关、交流开关和交流推挽开关开发了一种新的控制和驱动装置。控制电路是任何固态开关的重要组成部分，基本上决定了开关模块的开关行为、抗噪性和长期可靠性。新的控制单元VC4是成功的开关系列HTS的关键部件，反映了25年来在高压固态开关开发方面的经验。

由于闭合负载电路的高di/dt和dv/dt造成了极其恶劣的电磁环境，因此控制电路的电磁兼容性（EMC）对于整个开关模块的可靠功能至关重要。高压电路的感应回路区域和控制电路之间始终存在电磁耦合。这些感应回路区域无法避免，但可以通过仔细的电路设计将其最小化。

 Behlke开关型号：

Behlke HTS 80-16-F

Behlke HTS 50-32-F

Behlke HTS 100-16-F
 

通过使用最先进的元件和先进的专有电路，VC4控制电路现在可以减少到小于20毫升的内置体积，从而从根本上提高了抗噪性。通过在接地层之间使用具有信号轨道的六倍多层PCB，实现了进一步的EMC改进。一种新的输入滤波器允许在最坏的EMC条件下，通过一定长度的非屏蔽输入接线进行可靠控制。

 

5伏辅助电压输入现在接受4.5至5.5伏电源电压。高达100%的短时过电压以及大量的正、负瞬变通常是不临界的。辅助功耗已降低约30%至60%。新的VC4有四个温度传感器和几个欠压和过压检测器。极快抑制输入（TTL）允许连接外部过电流传感器或火花传感器，以实现主动开关保护。如果禁止输入处出现逻辑“L”，则开关将在50至250纳秒内关闭（取决于开关型号），并将锁定至少2秒或干扰持续时间。新VC4还具有故障信号输出，指示温度过高、虚假辅助电源和输入频率过高。操作状态和控制脉冲将由LED指示。甚至纳秒的控制脉冲也是可见的。高精密的控制脉冲处理确保在所有情况下，即使在最恶劣的EMC条件下，高压半导体堆栈始终得到正确的控制。即使控制脉冲不足（例如太短、太慢或太低），或者由于次优应用电路而受到EMI干扰，也可以安全地打开和关闭高电流。

VC4设计用于具有可变开启时间的所有开关型号。这种标准化允许大规模生产，具有所有众所周知的优点，包括专业的质量控制。无论您的订单数量是多少，即使您订购的只是定制开关的原型，您将始终拥有最高技术标准的控制和驱动电路。VC4可驱动多达1000个大功率MOSFET、IGBT或MCT，CIS为10纳伏，Qg为300纳克（！），但它也可以用于我们最小的开关模块，只有几个低电容MOSFET。具有低电容FET的单开关和推挽开关可以以高达3 MHz的重复频率驱动（需要驱动器冷却选项C-DR）。在较小的开关模块中，VC4直接适应高压开关主板。在具有更大内置容量的更大开关中（例如，30 kV以上的开关），VC4将作为可拆卸装置插入，以便可能的更新。

 

右图：我们SMD生产线新生产的一批VC4迷你板。该批次将通过专用气动平行切割机进行分离，以避免因扭转力造成的任何SMD损坏。左下方和中间：分离的迷你板，部分由经典的有线组件完成。完整的控制单元由69个有源部件（17个IC）和152个无源部件组成。右下：VC4作为一个可拆卸单元38 x 38 x 16 mm（1.5 x 1.5 x 0.63“）。外壳内部有屏蔽。