“dv/dt”和“di/dt”值：這些值的水平對固態(tài)繼電器有什么影響？

讓我們從技術回顧開始

di/dt水平過高是晶閘管故障的主要原因之一。發(fā)生這種情況時，施加到半導體器件上的應力會大大超過額定值并損壞功率元件。在這篇新的博客文章中，我們將解釋dv/dt和di/dt值的重要性，以及為什么在為您的應用選擇固態(tài)繼電器之前需要考慮它們。

過電壓是超過設備或電路正常工作電壓的電壓值。根據電平的不同，這種過電壓會損壞系統中的組件。

過電流是指超過正常負載電流時。同樣，根據值的不同，這種過電流也會損壞系統中的組件。

DV/DT是電壓相對于時間的導數。換句話說，它是電壓的變化(delta V或ΔV)除以時間的變化(delta t或Δt)，或電壓隨時間變化的速率。dv/dt 額定值是陽極到陰極電壓的最大允許上升速率，在沒有任何柵極信號的情況下，該電壓不會觸發(fā)器件。

di/dt是電流相對于時間的導數。di/dt額定值是陽極到陰極電流的最大允許上升速率，而不會對晶閘管造成任何損壞。

應用于固態(tài)繼電器的“dv/dt”和“di/dt”值.

荷載類型的影響

當功率元件(晶閘管或三端雙向可控硅)上的電流低于保持電流值時，晶閘管停止導通。對于純阻性負載，這發(fā)生在正弦波周期的最后，電壓和電流同相。當負載具有電感元件(例如電機)時，電流和電壓之間存在滯后。當電流降至保持電流值以下的那一刻，電壓已經以相反的極性上升。因此，當三端雙向可控硅/晶閘管關閉時，由于電壓突然切斷，其上會出現一個很大的dv/dt。這種情況可能導致三端雙向可控硅/晶閘管自觸發(fā)，從而導致電流不受控制。

固態(tài)繼電器的dv/dt 額定值

SSR 的 dv/dt 額定值是一個重要的參數r，因為它表示在沒有施加柵極信號時不會使 SSR 進入導通階段的陽極電壓的最大上升速率。dv/dt 限值始終以電壓/微秒為單位指定。

如果正向陽極電壓的上升速率超過規(guī)定的最大限制，則會導致從關斷狀態(tài)切換到導通狀態(tài)。換句話說，如果dv/dt 增加到超過 SSR 的指定值，則會導致錯誤觸發(fā) SSR，這是一種不希望的情況。

固態(tài)繼電器的di/dt 額定值

在SSR 的導通過程中，di/dt 值的限制始終以安培/微秒為單位指定。注意不要超過此值將使 SSR 能夠可靠運行。

當di/dt高于規(guī)格中提到的最大值時，陽極到陰極電流上升得太快，以至于導電區(qū)域沒有足夠的時間分布在整個硅區(qū)域。這會導致在柵極連接附近產生熱點，因為結區(qū)域存在高電流密度。熱點的產生會使半導體的結溫超過最大允許極限。結果，電源元件可能會遭受永久性故障：

di/dt極限值主要取決于晶閘管/三端雙向可控硅硅的傳播和擴散速度。

我們如何將這些值保持在指定的范圍內?

為了在SSR的開啟過程中將dv/dt值保持在指定的范圍內，可以實現RC網絡。這也稱為緩沖器(或具有高dv/dt承受水平的無緩沖元件)。一些 celduc 的固態(tài)繼電器配備了無緩沖或 RC 網絡元件：

-零交叉固態(tài)繼電器：SO8，SA / SU8等這些固態(tài)繼電器適用于所有類型的負載

-建議將隨機或瞬時固態(tài)繼電器用于高感負載：SO7、SU7 等。

當您希望控制非阻性負載時，或者當可能超過三端雙向可控硅/晶閘管的最大dv/dt時，應考慮這些產品。

在容性負載上，當功率元件閉合時，di/dt值通常至關重要。在這種情況下，串聯安裝的電感器可減少快速轉換，從而平滑電流。

塞爾杜克的SO8 / SU8 / SGT8 ...系列使用特定技術來最小化觸發(fā)電壓和同步性，以限制容性負載(電池、電源等)上的這些突然電流變化。

我們在哪里可以找到這些值?

最大dv/dt和di/dt值(非重復)由celduc在其數據表中給出：超過此限制，晶閘管/三端雙向可控硅可能會損壞。

– 500 V/μs 意味著每微秒電壓增加 500 伏。– 50A/μs 意味著每微秒電流增加 50 安培。

在導通期間，電流和電壓的最大上升速率不應超過這些最大di/dt和dv/dt值。

結論

選擇固態(tài)繼電器時應考慮“dv/dt”和“di/dt”值，特別是對于非電阻負載。Celduc提供配備無緩沖或RC網絡元件的固態(tài)繼電器，有助于將“dv/dt”和“di/dt”水平保持在指定的范圍內。

審核編輯：湯梓紅