电子工程师必备：QVxx16xHx系列高温双向晶闸管深度解析

在电子工程师的日常工作中，对于AC功率控制应用的元件选择至关重要，其中晶闸管是一个关键的元器件。今天就来为大家详细介绍Littelfuse的QVxx16xHx系列16A高温双向晶闸管（Alternistor Triacs）。

文件下载：Littelfuse QVxx16xHx 16A高温交变型三端双向可控硅.pdf

一、产品概述

QVxx16xHx系列产品采用了TO - 220AB、TO - 220隔离和TO - 263封装，其最大结温（TJ）可达150°C，在60Hz下拥有200A的浪涌电流承受能力（ITSM）。这一特性使得该系列产品在AC功率控制应用中能够轻松应对热管理问题，并且具备出色的浪涌处理能力。它可广泛应用于加热器控制、电机速度控制、照明控制以及静态开关继电器等领域。该双向晶闸管能在象限I、II和III中工作，对于需要高换向能力的应用，能提供卓越的性能。

二、产品特性及优势

2.1 电气性能优越

• 高结温与高电压能力：最大结温达到150°C，这意味着它能在高温环境下稳定工作。同时具备600V的电压能力，可以满足大多数AC功率控制应用的电压需求。
• 浪涌能力强大：在60Hz半周期下，拥有200A的浪涌能力，能有效应对瞬时的高电流冲击，保护电路安全。
• 高dv/dt特性：高达1000V/µs的dv/dt，使其在快速电压变化的环境中也能稳定工作，减少误触发的可能性。

2.2 封装与环保优势

• 机械与热稳定性好：TO - 220夹装式组件在机械和热方面都非常坚固，能保证产品在长期使用中的稳定性。
• 内部隔离封装：TO - 220内部隔离封装，不仅提供了更好的散热性能，还能实现更高的隔离电压。
• 环保特性：产品无卤且符合RoHS标准，符合现代电子产品的环保要求。

  2.3 安全认证

  该产品被UL 1557认可为电气隔离半导体器件，这为产品在电气安全方面提供了可靠的保障。

三、产品参数详解

3.1 最大额定值

符号	特性	条件	值	单位
T7RMSI	均方根导通状态电流（全正弦波）	QVxx16LHy（T = 105°C）；QVxx16RHy/QVxx16NHy（T = 130°C）	16	A
I7TSM	非重复性浪涌峰值导通状态电流（单半周期，T初始 = 25°C）	f = 50Hz，t = 20ms	167	A
		f = 60Hz，t = 16.7ms	200	A
IPt	熔断I²t值	t = 8.3ms	166	A²s
di/dt	导通状态电流的临界上升率	f = 60Hz，T = 150°C	100	A/µs
GTM	峰值门极触发电流	t ≤ 10µs，SGmT = 150°C	2.0	A
PeA	平均门极功率损耗	T = 150°C	0.5	W
1G	存储温度范围	-	-40 至 150	°C
T	工作结温范围	-	-40 至 150	°C
Vosw SM	非重复性浪涌峰值关断状态电压	脉冲宽度 = 100µs；600V	VosM RSM + 100	V
		脉冲宽度 = 100µs；800V	Vos s + 200	V

3.2 热特性

符号	特性		值	单位
RUCI	热阻，结到壳（AC）	QVxx16RHy/QVxx16NHy	0.90	°C/W
		QVxx16LHy	2.4	°C/W
RUAI	热阻，结到环境（AC）	QVxx16RHy/QVxx16NHy	45	°C/W
		QVxx16LHy	50	°C/W

3.3 电气特性（TJ = 25°C，除非另有说明）

这里包含了直流门极触发电流（GT）、直流门极触发电压（VGT）、门极非触发电压（VGD）、维持电流（H）等多项参数，不同型号的产品在这些参数上会有一定的差异，例如QVxx16xH2 - QVxx16xH5在直流门极触发电流上分别有10mA、20mA、35mA、50mA等不同规格，工程师可以根据具体的应用需求进行选择。

3.4 静态特性

符号	描述	条件	最大值	单位
VTM	峰值导通状态电压	1 = 22.6A，t = 380µs	1.60	V
DRM/ RM	关断状态电流，峰值重复性	V = VDR/T = 25°C	5	µA
		V = VoT = 150°C	4	mA
VTO	阈值电压	T = 150°C	0.85	V
RD	动态电阻	T = 150°C	18.5	mΩ

四、应用领域

4.1 加热控制

可用于咖啡壶、即热式热水器、红外线加热器等设备的加热控制，能够精确控制加热功率，提高能源利用效率。

4.2 照明控制

无论是白炽灯还是LED照明，该双向晶闸管都能实现调光功能，为照明系统提供灵活的亮度调节方案。

4.3 电机速度控制

在厨房电器、电动工具、家用/商用白色家电以及轻工业应用（如压缩机电机控制）中，可实现电机的速度调节，满足不同的工作需求。

4.4 固态继电器

在AC固态继电器中作为开关元件，具有响应速度快、可靠性高的优点。

五、设计考虑因素

5.1 元件选择

在为应用的工作参数和环境选择正确的元件时，要谨慎考虑。建议将通过主端子的最大连续电流限制在元件额定值的75%以内，以延长晶闸管的使用寿命。

5.2 散热设计

良好的散热设计对于功率分立半导体器件至关重要。要选择合适的散热片，并根据最坏情况选择电压额定值，避免过热、过压（包括dv/dt）和浪涌电流对半导体造成损坏。

5.3 安装与焊接

正确的安装、焊接和引脚成型方式也有助于保护元件免受损坏。在焊接过程中，要严格按照产品的焊接参数进行操作，如回流焊的预热温度、时间、升温速率等。

六、产品规格与选型

6.1 物理规格

• 端子表面处理：100%哑光镀锡，符合UL认可的化合物，满足94V - 0阻燃等级。
• 端子材料：铜合金。

6.2 尺寸规格

产品提供了TO - 220AB（R - 封装、L - 封装）和TO - 263AB（N - 封装）等不同封装形式的尺寸规格，工程师可以根据实际的PCB布局和安装要求进行选择。

6.3 产品选型

根据不同的电压、门极灵敏度和封装需求，提供了多种型号的产品供选择，例如QVxx16LH2、QVxx16RH2、QVxx16NH2等，具体的选型可以参考产品选型表。

七、性能曲线与焊接参数

7.1 性能曲线

文档中提供了多个性能曲线，如归一化直流门极触发电流与结温的关系、归一化直流维持电流与结温的关系等，这些曲线可以帮助工程师更好地了解产品在不同温度下的性能变化，从而优化电路设计。

7.2 焊接参数

对于无铅组装的回流焊条件，文档详细给出了预热温度、时间、升温速率、回流温度、时间、峰值温度等参数，工程师在焊接过程中要严格按照这些参数进行操作，以确保焊接质量。

综上所述，QVxx16xHx系列高温双向晶闸管凭借其优越的性能、丰富的封装形式和广泛的应用领域，为电子工程师在AC功率控制应用中提供了一个可靠的选择。在实际设计过程中，工程师需要根据具体的应用需求，综合考虑产品的各项参数和设计要点，以确保电路的稳定性和可靠性。大家在使用这款产品的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。