“dv/dt”和“di/dt”值：这些值的水平对固态继电器有什么影响？

让我们从技术回顾开始

di/dt水平过高是晶闸管故障的主要原因之一。发生这种情况时，施加到半导体器件上的应力会大大超过额定值并损坏功率元件。在这篇新的博客文章中，我们将解释dv/dt和di/dt值的重要性，以及为什么在为您的应用选择固态继电器之前需要考虑它们。

过电压是超过设备或电路正常工作电压的电压值。根据电平的不同，这种过电压会损坏系统中的组件。

过电流是指超过正常负载电流时。同样，根据值的不同，这种过电流也会损坏系统中的组件。

DV/DT是电压相对于时间的导数。换句话说，它是电压的变化(delta V或ΔV)除以时间的变化(delta t或Δt)，或电压随时间变化的速率。dv/dt 额定值是阳极到阴极电压的最大允许上升速率，在没有任何栅极信号的情况下，该电压不会触发器件。

di/dt是电流相对于时间的导数。di/dt额定值是阳极到阴极电流的最大允许上升速率，而不会对晶闸管造成任何损坏。

应用于固态继电器的“dv/dt”和“di/dt”值.

荷载类型的影响

当功率元件(晶闸管或三端双向可控硅)上的电流低于保持电流值时，晶闸管停止导通。对于纯阻性负载，这发生在正弦波周期的最后，电压和电流同相。当负载具有电感元件(例如电机)时，电流和电压之间存在滞后。当电流降至保持电流值以下的那一刻，电压已经以相反的极性上升。因此，当三端双向可控硅/晶闸管关闭时，由于电压突然切断，其上会出现一个很大的dv/dt。这种情况可能导致三端双向可控硅/晶闸管自触发，从而导致电流不受控制。

固态继电器的dv/dt 额定值

SSR 的 dv/dt 额定值是一个重要的参数r，因为它表示在没有施加栅极信号时不会使 SSR 进入导通阶段的阳极电压的最大上升速率。dv/dt 限值始终以电压/微秒为单位指定。

如果正向阳极电压的上升速率超过规定的最大限制，则会导致从关断状态切换到导通状态。换句话说，如果dv/dt 增加到超过 SSR 的指定值，则会导致错误触发 SSR，这是一种不希望的情况。

固态继电器的di/dt 额定值

在SSR 的导通过程中，di/dt 值的限制始终以安培/微秒为单位指定。注意不要超过此值将使 SSR 能够可靠运行。

当di/dt高于规格中提到的最大值时，阳极到阴极电流上升得太快，以至于导电区域没有足够的时间分布在整个硅区域。这会导致在栅极连接附近产生热点，因为结区域存在高电流密度。热点的产生会使半导体的结温超过最大允许极限。结果，电源元件可能会遭受永久性故障：

di/dt极限值主要取决于晶闸管/三端双向可控硅硅的传播和扩散速度。

我们如何将这些值保持在指定的范围内?

为了在SSR的开启过程中将dv/dt值保持在指定的范围内，可以实现RC网络。这也称为缓冲器(或具有高dv/dt承受水平的无缓冲元件)。一些 celduc 的固态继电器配备了无缓冲或 RC 网络元件：

-零交叉固态继电器：SO8，SA / SU8等这些固态继电器适用于所有类型的负载

-建议将随机或瞬时固态继电器用于高感负载：SO7、SU7 等。

当您希望控制非阻性负载时，或者当可能超过三端双向可控硅/晶闸管的最大dv/dt时，应考虑这些产品。

在容性负载上，当功率元件闭合时，di/dt值通常至关重要。在这种情况下，串联安装的电感器可减少快速转换，从而平滑电流。

塞尔杜克的SO8 / SU8 / SGT8 ...系列使用特定技术来最小化触发电压和同步性，以限制容性负载(电池、电源等)上的这些突然电流变化。

我们在哪里可以找到这些值?

最大dv/dt和di/dt值(非重复)由celduc在其数据表中给出：超过此限制，晶闸管/三端双向可控硅可能会损坏。

– 500 V/μs 意味着每微秒电压增加 500 伏。– 50A/μs 意味着每微秒电流增加 50 安培。

在导通期间，电流和电压的最大上升速率不应超过这些最大di/dt和dv/dt值。

结论

选择固态继电器时应考虑“dv/dt”和“di/dt”值，特别是对于非电阻负载。Celduc提供配备无缓冲或RC网络元件的固态继电器，有助于将“dv/dt”和“di/dt”水平保持在指定的范围内。

审核编辑：汤梓红