Kif jista 'tagħmir tal-enerġija modulari inaqqas il-konsum tal-enerġija permezz tad-dijodi?

一, Prinċipju tekniku: Il-korrelazzjoni bejn il-karatteristiċi tad-dijodu u t-titjib tal-effiċjenza tal-enerġija
Il-vantaġġ ewlieni tal-effiċjenza enerġetika tad-dijodi jinsab fil-karatteristiċi tal-waqgħa baxxa tal-vultaġġ 'il quddiem (Vf) u l-irkupru mgħaġġel b'lura (Trr). Il-waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem tad-dijodi tar-rettifikaturi tas-silikon tradizzjonali hija ġeneralment 0.6-0.7V, filwaqt li d-dijodi Schottky inaqqsu Vf għal 0.1-0.4V permezz ta' strutturi ta 'kuntatt semikondutturi tal-metall, u diodes Schottky tal-karbur tas-silikon (SiC) jistgħu saħansitra jbaxxuha għal taħt 0.2V. Meta tieħu s-sistema 48V/20A bħala eżempju, jekk jintuża diode Schottky b'Vf=0.4V, it-telf tal-konduzzjoni huwa 8W; jekk jintuża dijodu tas-silikon b'Vf=0.7V, it-telf jilħaq 14W, u d-differenza fl-effiċjenza hija sinifikanti.

Il-ħin ta' rkupru b'lura (Trr) huwa parametru ewlieni f'xenarji ta'-swiċċijiet ta' frekwenza għolja. It-Trr ta 'dijodi tar-rettifikaturi ordinarji jista' jilħaq mijiet ta 'nanosekondi, li jirriżulta f'kurrent ta' rkupru b'lura matul il-proċess ta 'swiċċjar, li jikkawża telf addizzjonali u spikes ta' vultaġġ. It-Trr ta 'dijodi ta' rkupru ultraveloċi (bħal UF4007) jista 'jiġi kkompressat sa 35ns, u diodes SiC jistgħu jiksbu karatteristiċi ta' rkupru b'lura qrib iż-żero, u jnaqqas it-telf tal-bidla b'aktar minn 70%.

2, Għażla ta 'apparat: Strateġija ta' tqabbil tal-parametri bbażata fuq ix-xena
1. Kontroll tal-kapaċità kurrenti u diskretezza
Is-sistemi modulari jeħtieġ li jlaħħqu ma 'xenarji ta' falliment ta 'modulu wieħed, u dajowds paralleli jeħtieġ li jissodisfaw ir-rekwiżiti li ġejjin:

Redundancy tal-kurrent nominali: Il-kurrent nominali ta 'tubu wieħed għandu jkun Akbar minn jew ugwali għall-kurrent massimu tat-tagħbija tas-sistema diviż bi (numru ta' konnessjonijiet paralleli x 0.8). Pereżempju, fil-modulu tal-iċċarġjar ta 'vetturi tal-enerġija ġodda, erba' dajowds Schottky 30A SiC huma konnessi b'mod parallel, li jistgħu jappoġġaw output ta 'kurrent kontinwu ta' 120A u jirriservaw marġni ta 'sikurezza ta' 20%.
Konsistenza tal-waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem: Id-dispersjoni Vf tad-dijodi paralleli għandha tkun Inqas minn jew ugwali għal 5%. F'ċertu każ ta 'inverter fotovoltajku, permezz ta' apparati ta 'screening b'devjazzjoni Vf ta' ± 0.05V, id-devjazzjoni tad-distribuzzjoni kurrenti fil-medda kollha tat-temperatura tnaqqset għal<± 3%.
2. Reverse karatteristiċi u rekwiżiti ta 'protezzjoni
Marġini ta 'vultaġġ ta' reżistenza b'lura: Id-dijodu VRRM jeħtieġ li jkun Akbar minn jew ugwali għal 1.5 darbiet il-vultaġġ massimu tas-sistema. F'sistema konnessa ma 'grilja fotovoltajka ta' 1500V, jeħtieġ li jintgħażlu apparati b'VRRM Akbar minn jew ugwali għal 2200V.
Kontroll tal-kurrent ta 'tnixxija b'lura: Taħt kundizzjonijiet ta' temperatura għolja, il-kurrent ta 'tnixxija b'lura tad-dijodi Schottky jista' jiżdied għal għexieren ta 'milliamps. Bl-użu ta 'materjali ta' bandgap wiesgħa (bħal GaN) jew strutturi komposti (bħal ottimizzazzjoni ta 'saff ta' barriera), il-kurrent ta 'tnixxija f'125 grad jista' jiġi mrażżan għal taħt 1 μ A.
3, Disinn ta 'Topoloġija: Ottimizzazzjoni Kollaborattiva ta' Redundancy u Effiċjenza
1. Arkitettura tal-qsim tal-kurrent parallel
Skema ta 'qsim tal-kurrent passiv: L-ibbilanċjar tal-kurrent jinkiseb billi tgħaqqad 0.1-0.5 Ω resistors ta' qsim tal-kurrent ta 'induttanza baxxa f'serje. F'każ ta 'provvista ta' enerġija ta 'ċertu stazzjon bażi ta' komunikazzjoni, jiġi adottat disinn parallel ta '4 tubi. Meta t-tubu prinċipali jonqos, il-fergħa tal-backup tista 'tieħu f'idejha fi żmien 10 μ s, u l-konsum tal-enerġija tar-reżistenza tal-qsim tal-kurrent huwa kkontrollat ​​fi żmien 0.5W.
Skema ta 'qsim tal-kurrent attiv: bl-użu ta' ċipep tal-qsim tal-kurrent attiv bħal LTC4370, l-allokazzjoni dinamika tinkiseb billi jiġi aġġustat il-vultaġġ tal-bieb. F'każ ta 'provvista ta' enerġija taċ-ċentru tad-dejta, sistema parallela b'4 tubi kisbet żball ta 'distribuzzjoni tal-kurrent tat-tagħbija<± 2% through active control.
2. Disinn ta 'iżolament żejda
N+1 topoloġija żejda: Il-modulu prinċipali u l-modulu backup huma iżolati b'dijodi. Il-provvista tal-enerġija ta 'ċertu tagħmir mediku tadotta disinn ta' redundancy 3+1, u l-modulu tal-backup huwa iżolat miċ-ċirkwit prinċipali permezz ta 'dijodes, b'ħin ta' swiċċjar ta 'ħsara ta' inqas minn 50 μ s.
Soluzzjoni ta 'sostituzzjoni tad-dijodu ideali: L-użu ta' kontrolluri bħal LTC4412 biex issuq MOSFETs, u jinkiseb iżolament ta 'waqgħa tal-vultaġġ qrib iż-żero. F'każ ta 'provvista ta' enerġija ta 'server, din is-soluzzjoni naqqset il-waqgħa tal-vultaġġ tal-konduzzjoni minn 0.45V għal 0.02V, li tirriżulta f'żieda ta' 12% fl-effiċjenza.
4, Prattika tal-Inġinerija: Effett tal-iffrankar tal-enerġija f'Xenarji Tipiċi
1. Sistema ta 'ċċarġjar għal vetturi tal-enerġija ġodda
F'ċarġer tal-karozza (OBC), diodes Schottky iwettqu funzjonijiet ta 'rettifika u freewheeling. Bl-użu tad-dijodi SiC Schottky b'Vf=0.2V, l-effiċjenza tal-iċċarġjar ta 'ċertu mudell ta' vettura tjiebet minn 92% għal 95%, u l-ħin tal-iċċarġjar wieħed tqassar bi 3-5 minuti (tieħu ċarġer ta '6.6kW bħala eżempju). Fl-istess ħin, il-konsum tal-enerġija tas-sistema tat-tkessiħ tnaqqas bi 30%.

2. Inverter fotovoltajku
Fl-inverters ta ' l-istring, diodes huma użati għall-konverġenza tal-ġenb DC u rettifika tal-ġenb AC. F'ċertu każ ta 'sistema fotovoltajka ta' 100kW, billi tissostitwixxi dajowds tas-silikon b'dijodi ta 'rkupru ultraveloċi SiC, l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-inverter żdiedet minn 98.2% għal 98.8%, u l-ġenerazzjoni tal-enerġija annwali żdiedet b'madwar 480kWh.

3. Provvista ta 'enerġija żejda għaċ-ċentru tad-dejta
F'sistema ta 'provvista ta' enerġija żejda ta '48V/100A, tiġi adottata skema attiva ta' qsim tal-kurrent b'4 tubi paralleli. Billi tottimizza t-tqassim tal-PCB (tul tar-rotta tal-pin<5mm) and heat dissipation design (heat sink area ≥ 200cm ²), the diode junction temperature was reduced from 130 ℃ to 105 ℃, and the system MTBF (mean time between failures) was doubled.