讓我們從技術(shù)回顧開(kāi)始

di/dt水平過(guò)高是晶閘管故障的主要原因之一。發(fā)生這種情況時(shí)，施加到半導(dǎo)體器件上的應(yīng)力會(huì)大大超過(guò)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(yīng)用選擇固態(tài)繼電器之前需要考慮它們。

過(guò)電壓是超過(guò)設(shè)備或電路正常工作電壓的電壓值。根據(jù)電平的不同，這種過(guò)電壓會(huì)損壞系統(tǒng)中的組件。

過(guò)電流是指超過(guò)正常負(fù)載電流時(shí)。同樣，根據(jù)值的不同，這種過(guò)電流也會(huì)損壞系統(tǒng)中的組件。

DV/DT是電壓相對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。換句話(huà)說(shuō)，它是電壓的變化(delta V或ΔV)除以時(shí)間的變化(delta t或Δt)，或電壓隨時(shí)間變化的速率。dv/dt 額定值是陽(yáng)極到陰極電壓的最大允許上升速率，在沒(méi)有任何柵極信號(hào)的情況下，該電壓不會(huì)觸發(fā)器件。

di/dt是電流相對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。di/dt額定值是陽(yáng)極到陰極電流的最大允許上升速率，而不會(huì)對(duì)晶閘管造成任何損壞。

應(yīng)用于固態(tài)繼電器的“dv/dt”和“di/dt”值.

荷載類(lèi)型的影響

當(dāng)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(shí)，晶閘管停止導(dǎo)通。對(duì)于純阻性負(fù)載，這發(fā)生在正弦波周期的最后，電壓和電流同相。當(dāng)負(fù)載具有電感元件(例如電機(jī))時(shí)，電流和電壓之間存在滯后。當(dāng)電流降至保持電流值以下的那一刻，電壓已經(jīng)以相反的極性上升。因此，當(dāng)三端雙向可控硅/晶閘管關(guān)閉時(shí)，由于電壓突然切斷，其上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很大的dv/dt。這種情況可能導(dǎo)致三端雙向可控硅/晶閘管自觸發(fā)，從而導(dǎo)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(gè)重要的參數(shù)r，因?yàn)樗硎驹跊](méi)有施加?xùn)艠O信號(hào)時(shí)不會(huì)使 SSR 進(jìn)入導(dǎo)通階段的陽(yáng)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(yáng)極電壓的上升速率超過(guò)規(guī)定的最大限制，則會(huì)導(dǎo)致從關(guān)斷狀態(tài)切換到導(dǎo)通狀態(tài)。換句話(huà)說(shuō)，如果dv/dt 增加到超過(guò) SSR 的指定值，則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)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(dǎo)通過(guò)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(guò)此值將使 SSR 能夠可靠運(yùn)行。

當(dāng)di/dt高于規(guī)格中提到的最大值時(shí)，陽(yáng)極到陰極電流上升得太快，以至于導(dǎo)電區(qū)域沒(méi)有足夠的時(shí)間分布在整個(gè)硅區(qū)域。這會(huì)導(dǎo)致在柵極連接附近產(chǎn)生熱點(diǎn)，因?yàn)榻Y(jié)區(qū)域存在高電流密度。熱點(diǎn)的產(chǎn)生會(huì)使半導(dǎo)體的結(jié)溫超過(guò)最大允許極限。結(jié)果，電源元件可能會(huì)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(kuò)散速度。

我們?nèi)绾螌⑦@些值保持在指定的范圍內(nèi)?

為了在SSR的開(kāi)啟過(guò)程中將dv/dt值保持在指定的范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)RC網(wǎng)絡(luò)。這也稱(chēng)為緩沖器(或具有高dv/dt承受水平的無(wú)緩沖元件)。一些 celduc 的固態(tài)繼電器配備了無(wú)緩沖或 RC 網(wǎng)絡(luò)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(lèi)型的負(fù)載

-建議將隨機(jī)或瞬時(shí)固態(tài)繼電器用于高感負(fù)載：SO7、SU7 等。

當(dāng)您希望控制非阻性負(fù)載時(shí)，或者當(dāng)可能超過(guò)三端雙向可控硅/晶閘管的最大dv/dt時(shí)，應(yīng)考慮這些產(chǎn)品。

在容性負(fù)載上，當(dāng)功率元件閉合時(shí)，di/dt值通常至關(guān)重要。在這種情況下，串聯(lián)安裝的電感器可減少快速轉(zhuǎn)換，從而平滑電流。

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

我們?cè)谀睦锟梢哉业竭@些值?

最大dv/dt和di/dt值(非重復(fù))由celduc在其數(shù)據(jù)表中給出：超過(guò)此限制，晶閘管/三端雙向可控硅可能會(huì)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(dǎo)通期間，電流和電壓的最大上升速率不應(yīng)超過(guò)這些最大di/dt和dv/dt值。

結(jié)論

選擇固態(tài)繼電器時(shí)應(yīng)考慮“dv/dt”和“di/dt”值，特別是對(duì)于非電阻負(fù)載。Celduc提供配備無(wú)緩沖或RC網(wǎng)絡(luò)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(nèi)。

審核編輯：湯梓紅