Behlke固态开关HTS 41‑06‑GSM使用说明

一、产品概述

HTS 41‑06‑GSM 是德国 Behlke 推出的半桥推挽（Push‑Pull / 双向）MOSFET 高压固态开关，内部集成两路对称 MOSFET 开关路径，构成半桥结构，由同一驱动控制并自动互补，无直通、无交叉电流，自带互锁保护。

• 类型：双向推挽高压开关（Half‑Bridge / Push‑Pull）

• 用途：电容性负载脉冲、压电驱动、电缆测试、方波高压脉冲源、材料/等离子体实验

• 核心优势：上升/下降极快、无需工作电阻、无需大型高压储能电容、互锁安全、低杂散电感

二、核心技术参数（原厂）

电气参数

• 工作电压：±4 kV（2 × 4000 VDC）

• 峰值电流：2 × 60 A（脉宽 ≤10 μs，占空比 <1%）

• 导通电阻：2 × 3.6 Ω

• 上升/下降时间：<60 ns（典型）

• 传播延迟：10–15 ns

• 隔离电压：2 × 4400 VDC（70℃ 静态）

• 重复频率：≤200 kHz（标准）

• 控制信号：TTL 3–10 V（标准 5 V）

• 工作温度：−40 ℃ ~ +70 ℃

• 储存温度：−50 ℃ ~ +100 ℃

机械与结构

• 尺寸：112 × 64 × 27 mm

• 重量：约 750 g

• 外壳：Compact 塑料外壳，底部 HV 螺丝端子

• 冷却：自然风冷（可选散热鳍片 Opt.04）

BEHLKE型号

Behlke开关型号：
Behlke HTS 40-1000-SCR
Behlke HTS 60-1000-SCR
Behlke HTS 60-100-SCR
Behlke HTS 80-1000-SCR
Behlke HTS 100-1600-SCR
Behlke HTS 120-1600-SCR
Behlke HTS 120-100-SCR
Behlke HTS 150-200-SCR
Behlke HTS 160-200-SCR
Behlke HTS 220-1200-SCR
Behlke HTS 240-100-SCR
Behlke HTS 320-200-SCR
Behlke HTS 350-800-SCR

Behlke开关汉达森热销型号：
Behlke HTS 400-200-SCR
Behlke HTS 440-1200-SCR
Behlke HTS 500-1200-SCR
Behlke HTS 160-500-SCR
Behlke HTS 160-200-SCR
Behlke HTS 160-1600-SCR
Behlke HTS 200-800-SCR
Behlke HTS 220-800-SCR
Behlke HTS 220-1000-SCR

Behlke开关汉达森热销型号：
Behlke HTS 120-200-SCR
Behlke HTS 120-500-SCR
Behlke HTS 60-200-SCR
Behlke HTS 80-200-SCR
Behlke HTS 80-500-SCR
Behlke HTS 240-800-SCR
Behlke HTS 240-1000-SCR
Behlke HTS 240-1200-SCR
Behlke HTS 300-100-SCR
Behlke HTS 320-200-SCR
Behlke HTS 320-800-SCR

Behlke开关型号：
Behlke HTS 600-200-SCR
Behlke HTS 640-100-SCR
Behlke HTS 800-100-SCR

Behlke开关型号：
Behlke HTS 1200-100-SCR
Behlke HTS 1200-2400-SCR
Behlke HTS 1500-1000-SCR
Behlke HTS 40-06
Behlke HTS 50-05
Behlke HTS 60-04
Behlke HTS 80-03
Behlke HTS 160-01
Behlke HTS 20-08
Behlke HTS 30-06
Behlke HTS 50-06
Behlke HTS 90-06
Behlke HTS 150
Behlke HTS 180
Behlke HTS 300

Behlke开关型号：
Behlke HTS 340
Behlke HTS 100-20
Behlke HTS 200-10
Behlke HTS 220-10
Behlke HTS 200-20
Behlke HTS 400-10

Behlke开关型号：
Behlke HTS 300-20
Behlke HTS 600-10
Behlke HTS 400-20
Behlke HTS 800-10
Behlke HTS 500-10
Behlke HTS 500-20
Behlke HTS 500-80
Behlke HTS 500-160
Behlke HTS 1000-10
Behlke HTS 1000-20
Behlke HTS 1500-10
Behlke HTS 1500-20

Behlke开关型号：
Behlke HTS 1500-160
Behlke HTS 2000-160
Behlke HTS 05-160-F

Behlke开关型号：
Behlke HTS 10-70-F
Behlke HTS 20-36-F
Behlke HTS 30-12-F

Behlke开关型号：
Behlke HTS 50-12-F
Behlke HTS 20-32-F
Behlke HTS 50-16-F
Behlke HTS 60-16-F
Behlke HTS 80-07-F
Behlke HTS 40-32-F
Behlke HTS 80-16-F
Behlke HTS 50-32-F
Behlke HTS 100-16-F

Behlke开关型号：
Behlke HTS 140-25-F
Behlke HTS 70-50-F
Behlke HTS 150-25-F

Behlke开关型号：
Behlke HTS 100-50-F
Behlke HTS 200-25-F
Behlke HTS 400-12-F

三、引脚/端子定义（标准）

1）控制端（多色排线/端子）

• VCC：+15 V（驱动供电）

• GND：控制地（与高压地隔离）

• IN：TTL 控制输入（0–5 V，高=正向输出、低=负向输出）

• FAULT：故障输出（L=故障，

2）高压端子（底部 HV 螺丝）

• HV+：+4 kV 高压输入

• HV−：−4 kV 高压输入

• OUT：高压脉冲输出（接负载）

• PE：外壳保护地（必须可靠接地）

安全红线：±4 kV 为致命电压，所有操作必须断电、放电、绝缘防护、专业人员操作。

四、安装与接线（安全第一）

4.1 机械安装

• 安装方向：任意，外壳必须可靠接地（PE）

• 散热：自然风冷，环境温度 ≤70℃；高温/高频加选件 Opt.04（散热鳍片）+ 强制风冷 >4 m/s

• 安装位置：远离易燃、远离强磁，留≥20 mm 散热空间

4.2 高压接线（关键）

1. HV+ / HV−：直接接隔离高压电源 ±4 kV，电源必须浮空/隔离

2. OUT → 负载 → 地：负载一端接 OUT，另一端接系统地

3. 高压线缆：

• 耐压 ≥5 kV，尽量短、粗、直，减小杂散电感

• 长电缆（>30 cm）：串联 20–100 Ω 阻尼电阻防振荡

4. 缓冲电容：HV+、HV− 就近并联 1 μF/5 kV 陶瓷缓冲电容，抑制尖峰、防反向电流损坏

4.3 控制信号接线

• IN：标准 TTL（0–5 V）

• 高电平（>3 V）：上管导通 → OUT≈HV+

• 低电平（<1 V）：下管导通 → OUT≈HV−

• 信号要求：

• 上升沿 <10 ns，无过冲、无振荡、无负尖峰

• 源内阻 <50 Ω，避免反射

• FAULT 输出：故障时拉低（L），正常为高阻；可接光耦/PLC 输入报警

五、工作原理（推挽/半桥）

• 内部两路 MOSFET（上管 A、下管 B）组成半桥

• 同一驱动输入 IN：

• IN=高 → A 通、B 断 → OUT=HV+

• IN=低 → A 断、B 通 → OUT=HV−

• 硬件互锁：任何工况下 A/B 不同时通；EMI 干扰也不会直通

• 无续流需求（容性负载）：电容充放电直接由上下管完成

严禁感性负载直接使用！ 感性负载会产生反向高压尖峰，必须外加 BEHLKE FDA 续流二极管网络（或选件 I‑FWDN），否则极易炸管。

六、控制与操作步骤（上电必按此）

1. 断电+放电：确认 HV+、HV− 放电（<50 V）

2. 接线检查：

• 控制：VCC=+15 V、GND、IN、FAULT

• 高压：HV+→+4 kV、HV−→−4 kV、OUT→负载、PE→地

3. 空载测试（不加高压）：

• 只给 +15 V 控制电

• IN 高低切换，测量 OUT 无异常、FAULT 无报警

4. 逐步升压：

• 先加 ±500 V → 观察波形、温度、噪音

• 每次 +500 V，直到 ±4 kV

5. 加负载+频率：

• 容性负载佳（压电、电容、电缆）

• 频率从 1 kHz 起，逐步升到 ≤200 kHz

6. 长期运行条件：

• 壳温 <70℃

• 频率 ≤200 kHz

• 峰值电流 ≤60 A、脉宽 ≤10 μs、占空比 <1%

七、保护功能与故障判断

内置保护

• 过流：峰值电流限制，防止负载短路

• 过温：壳温 >75℃ 自动关断、FAULT 报警

• 过压/欠压：HV 偏离 ±4 kV 范围保护

• 驱动异常：+15 V 丢失 → 上下管全关断

FAULT 信号含义

• 正常：FAULT 高阻

• 故障：FAULT 拉低（L），常见原因：

1. 过流/短路（负载、接线、尖峰）

2. 过温（散热不良、过载、频率过高）

3. 驱动电源异常（+15 V 丢失/偏低）

4. 高压偏离范围、缓冲电容失效

八、EMC 与高速使用建议

• 上升沿极快（<60 ns），dv/dt ，易辐射干扰

• 非必须高速时，强烈建议选件：

• S‑TT：速度限制，上升/下降时间 ≈ 慢 50%

• LP：输入低通滤波，抑制高频振荡/自触发

• 敏感测量设备附近：屏蔽高压线、屏蔽外壳、控制地与高压地隔离

九、绝对禁止事项（必看）

1. 严禁带电接线/开盖

2. 严禁感性负载直接使用（无续流网络必炸）

3. 严禁超过 ±4 kV、超过 60 A、超过 200 kHz 长期运行

4. 严禁高压端悬空、无缓冲电容、无阻尼电阻（长线）

5. 严禁外壳不接地、控制地与高压地混接

十、维护与存储

• 定期检查（每月）：

• 高压端子无松动、无氧化、无爬电痕迹

• 线缆无老化、无破损、屏蔽完好

• 清洁：断电放电后，干布/压缩空气（≤0.5 MPa）清灰，严禁进水

• 长期存储：

• 断电、放电、清洁

• 存放：−50℃~+100℃，湿度 <60%，无腐蚀性气体

• 存放 >6 个月：上电空载 1 小时活化

十一、可选配件/选件（原厂）

• Opt.04：散热鳍片（提升连续负载）

• Opt.08A：前置 HV 端子（便于前面板接线）

• S‑TT：速度限制（慢 50%）

• LP：输入低通滤波

• I‑FWDN：内置续流二极管网络（感性负载用）

• FDA 系列：外部续流二极管模块

Behlke固态开关HTS 41‑06‑GSM使用说明