STMicroelectronics STEVAL-SCR002V1浪涌电流限制器是一款简单而创新的交流-直流前端电路。该电路允许设计人员在任何具有输入整流器桥式拓扑的转换器中执行浪涌电流限制。STEVAL-SCR002V1基于由一个Z0110MN SMD三端双向可控硅和两个STTH110A二极管组成的分立式控制电路。它提供用于主电源SCR的紧凑型非绝缘高压驱动器。

数据手册：*附件：STMicroelectronics STEVAL-SCR002V1浪涌电流限制器数据手册.pdf

特性

• 两个TN1605H-6T 16A - 600V Hi Tj SCR，采用TO-220封装，用于旁路浪涌电阻器
• 紧凑型解决方案：43.6mm x 28.5mm (≈ 1.8平方英尺)
• 在所有模式（CCM、CRM和DCM）兼容带或不带PFC的交流-直流转换器
• 使能信号（EN = 3.3V至15V）对GND_DC（直流或PWM信号）
• 适合用于从50W直至1000W（230VRMS，TAMB=60°C）的应用
• 兼容交流或直流输入电压：90 - 265VAC、50/60Hz或120 - 400VDC
• 坚固，耐压（2kV IEC 61000-4-5、4kV IEC 61000-4-4）
• 低EMI噪声 (EN55014和EN55022) 解决方案

电路原理图

STEVAL-SCR002V1浪涌电流限制器技术解析与应用指南

一、产品概述与核心价值

‌STEVAL-SCR002V1‌是STMicroelectronics推出的一款创新的浪涌电流限制器解决方案，专为AC-DC整流桥拓扑设计。该评估板通过固态电子方案替代传统的机电解决方案，在可靠性、使用寿命和响应速度方面实现显著提升。

‌核心特性优势‌：

• ‌高集成度‌：板卡尺寸仅43.6×28.5mm，节省PCB空间
• ‌宽电压适应‌：兼容90-265VAC或120-400VDC输入电压
• ‌功率范围广‌：适用50W至1000W功率等级（230VRMS，环境温度60°C）
• ‌强健的电磁兼容性‌：通过2kV IEC 61000-4-5浪涌测试和4kV IEC 61000-4-4快速瞬变测试

二、关键器件配置与工作原理

核心功率器件选型

• ‌TN1605H-6T‌：600V/16A高温可控硅，采用TO-220封装，用于旁路浪涌电阻
• ‌Z0107MN 5AA4‌：600V/1A标准三端双向可控硅
• ‌STTH110A‌：1000V/1A超快恢复二极管

工作机理深度解析

该方案基于离散控制电路，采用Z0110MN SMD三端双向可控硅和两个STTH110A二极管构成紧凑型非隔离高压驱动器。其‌独特同步机制‌确保SCR栅极信号与交流线路极性同步，直接从主电源为SCR栅极供电，避免了SCR中的反向损耗。

‌配置模式灵活性‌：

1. ‌NTC旁路配置‌：保留原始NTC热敏电阻设计
2. ‌相位控制混合桥配置‌：移除热敏电阻，采用全电子控制

三、电路设计与抗干扰优化

电磁兼容性增强设计

板卡在Z0110MN栅极顶部设置了‌ T型滤波器（R1-C1-R2） ‌，这一设计极大提升了低压侧ICL驱动器的EFT免疫能力。根据应用笔记AN5649的建议，该滤波网络有效抑制了高频干扰，确保系统在恶劣电磁环境下稳定运行。

接口简化与易用性

评估板采用‌五线连接‌设计，便于在现有AC-DC转换器上实现即插即用测试：

• EN：使能信号（3.3V至15V）
• GND_DC：直流接地参考
• 其他三线用于电源连接

四、应用场景与设计考量

适用拓扑结构

• ‌带或不带PFC的AC-DC转换器‌
• ‌所有工作模式兼容‌：连续导通模式(CCM)、临界导通模式(CRM)、断续导通模式(DCM)

热设计与功率降额

在环境温度60°C条件下，最大RMS电流为4.3A。实际应用中需注意：

• ‌散热考虑‌：根据实际工作环境温度进行适当降额
• ‌安装位置‌：确保足够的空气流通空间
• ‌热耦合‌：避免与其它发热元件紧密相邻

五、工程实现建议

系统集成要点

1. ‌使能信号设计‌：EN信号可接受DC或PWM信号，便于MCU直接控制
2. ‌接地策略‌：GND_DC作为参考地，需合理规划接地回路
3. ‌保护措施‌：建议在输入端增设过压保护器件

性能优化方向

• ‌响应速度‌：相比机电方案，固态方案响应更快
• ‌可靠性‌：无机械触点，寿命显著延长
• ‌EMI性能‌：优化设计降低电磁干扰，符合EN55014和EN55022标准

六、设计验证与测试策略

关键测试项目

• ‌浪涌电流限制效果验证‌
• ‌电磁兼容性测试‌
• ‌高温环境稳定性测试‌
• ‌长期可靠性评估