Kif tittejjeb il-kapaċità tal-ġarr tal-kurrent permezz ta 'dijodes paralleli?

一, Il-bażi fiżika u l-vantaġġi tat-teknoloġija parallela
Il-prinċipju ewlieni tal-konnessjoni parallela tad-dijodu huwa bbażat fuq il-mekkaniżmu tad-devjazzjoni attwali. Fit-teorija, meta N dajowds b'parametri identiċi huma konnessi b'mod parallel, il-kapaċità totali tal-ġarr tal-kurrent tista 'tiżdied għal N darbiet dik ta' apparat wieħed. Per eżempju, f'ċirkwit rettifikatur 50A, bl-użu ta 'tliet MUR2020s (kurrent nominali 20A) b'mod parallel teoretikament jista' jikseb kapaċità ta 'proċessar kurrenti ta' 60A. Dan il-metodu ta 'espansjoni għandu vantaġġi sinifikanti:

Ottimizzazzjoni tal-ispejjeż: Meta mqabbla mal-użu ta 'apparat wieħed ta' kurrent għoli, l-iskema parallela tista 'tnaqqas l-ispejjeż billi tgħaqqad apparati standard. Pereżempju, ċertu proġett ta 'inverter fotovoltajku inaqqas l-ispejjeż b'40% billi jqabbad erba' dajowds Schottky SS34 (kurrent nominali 3A) biex jissostitwixxi apparat wieħed 12A.
Disinn żejda: Strutturi paralleli naturalment għandhom tolleranza għall-ħsarat. Meta dajowd jonqos, il-komponenti li jifdal xorta jistgħu jżommu funzjonalità parzjali, u jtejbu b'mod sinifikanti l-affidabilità tas-sistema. Wara li adottat skema ta 'konnessjoni parallela għall-provvista tal-enerġija tal-UPS f'ċertu ċentru tad-dejta, l-MTBF (ħin medju bejn fallimenti) żdied għal 200000 siegħa.
Dissipazzjoni simplifikata tas-sħana: Il-kurrent huwa mxerred fost apparati multipli, tnaqqas id-densità tas-sħana ta 'punt wieħed, li hija ta' benefiċċju għas-simplifikazzjoni tad-disinn tad-dissipazzjoni tas-sħana. F'ċertu modulu tal-iċċarġjar tal-vettura elettrika, l-iskema parallela tnaqqas iż-żona tas-sink tas-sħana bi 30% u tikkontrolla ż-żieda fit-temperatura fi żmien 45 grad.
2, L-isfidi ewlenin u l-mekkaniżmi ta 'falliment tad-disinn parallel
Għalkemm it-teknoloġija parallela għandha vantaġġi sinifikanti, jeħtieġ li jiġu indirizzati żewġ kwistjonijiet ewlenin f'applikazzjonijiet prattiċi ta' inġinerija:

Distribuzzjoni irregolari tal-kurrent: Minħabba devjazzjonijiet tal-proċess tal-manifattura, hemm differenza ta 'aktar minn 0.1V fil-waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem (V_F) anke għal dajowds tal-istess mudell. Apparati b'VF aktar baxxi preferenzjali se jmexxu u jġorru aktar kurrent, li jwassal għal sħana żejda lokali. Test ta 'sistema ta' monitoraġġ ta 'sekwenza fotovoltajka juri li diodes paralleli b'differenza VF ta' 0.15V jistgħu jiksbu proporzjon ta 'distribuzzjoni kurrenti ta' 3:1, u ż-żieda fit-temperatura ta 'apparati ta' tagħbija għolja hija 25 grad ogħla mill-valur medju.
Riskju ta 'runaway termali: kurrent irregolari jista' jikkawża sħana żejda lokali, inaqqas aktar l-apparat VF u jifforma ċirku ta 'rispons pożittiv. F'ċertu każ ta 'provvista ta' enerġija industrijali, skema parallela mingħajr miżuri ta 'qsim kurrenti rriżultat fil-falliment tal-modulu kollu minħabba sħana żejda u ħruq ta' dajowd wara 2 sigħat ta 'tħaddim ta' tagħbija sħiħa.
3, Strateġiji ta 'ottimizzazzjoni u prattiki ta' inġinerija għall-validazzjoni tal-industrija
Biex tindirizza l-kwistjonijiet imsemmija hawn fuq, l-industrija żviluppat soluzzjonijiet ta 'ottimizzazzjoni maturi li jkopru tliet livelli: għażla ta' apparat, disinn ta 'ċirkwiti u ġestjoni termali

1. Għażla ta 'apparat u tqabbil
L-istess screening tal-lott: Għandha tingħata prijorità lill-għażla ta 'apparati mill-istess lott ta' produzzjoni u qtugħ ta 'wejfers biex tiġi żgurata konsistenza għolja f'parametri bħal VF u ħin ta' rkupru invers (t_rr). Ċertu manifattur tal-inverter fotovoltajku skrinja u kkontrolla b'mod strett it-tixrid tal-VF fi ħdan ± 0.05V.
Prijorità tad-dijodu Schottky: Meta mqabbla ma 'dijodi ta' junction PN ordinarji, dajowds Schottky għandhom VF aktar baxxi (0.3-0.6V) u konsistenza aħjar tal-parametri. F'xenarji ta 'vultaġġ baxx u kurrent għoli (bħal moduli ta' ċċarġjar 12V/20A), l-iskema parallela Schottky ittejjeb l-effett tal-qsim tal-kurrent b'aktar minn 50% meta mqabbel ma 'dijodi ordinarji.
Apparat għall-ippakkjar b'ħafna ċippa: bl-użu ta 'imballaġġ b'ħafna ċippa li diġà temm tqabbil parallel internament (bħal ippakkjar Schottky doppju), jista' jissimplifika d-disinn ta 'ċirkwit estern. Wara li adottat tali apparati f'ċertu proġett ta 'enerġija ta' komunikazzjoni, iż-żona tal-PCB tnaqqset b'40% u l-effiċjenza tal-assemblaġġ tjiebet bi 30%.
2. Ottimizzazzjoni tad-disinn taċ-ċirkwit
Disinn tar-reżistenza tal-qsim tal-kurrent: Ikkonnettja resistors ta 'reżistenza żgħar (ġeneralment 0.1-0.5 Ω) f'serje ma' kull dajowd biex jinkiseb bilanċ kurrenti permezz ta 'waqgħa fil-vultaġġ tar-reżistenza. Iktar ma jkun kbir il-kurrent, iżgħar jeħtieġ li jkun il-valur tar-reżistenza. Per eżempju, f'ċirkwit parallel ta '100A, l-għażla ta' reżistenza għall-qsim tal-kurrent ta '0.1 Ω tista' tikkontrolla d-devjazzjoni tad-distribuzzjoni kurrenti fi ħdan ± 5%.
Teknoloġija ta' kondiviżjoni tal-kurrent attiva: Għal xenarji ta' domanda ta'-preċiżjoni għolja, tista' tiġi adottata skema dinamika ta' kondiviżjoni tal-kurrent li tuża MOSFETs paralleli. Billi tiskopri l-kurrent ta 'kull fergħa u taġġusta l-MOSFET fuq ir-reżistenza f'ħin reali-, jista' jinkiseb qsim preċiż tal-kurrent. Wara li adottat din l-iskema, l-eżattezza tal-qsim attwali ta 'ċerta provvista ta' enerġija tas-server tjiebet għal ± 2%, u t-telf ta 'effiċjenza tnaqqas għal inqas minn 0.5%.
Tqassim u ottimizzazzjoni tal-wajers: Żgura tqassim simetriku ta 'apparati paralleli, tqassar il-mogħdijiet tal-kurrent, u tnaqqas id-differenzi ta' induttanza parassita. L-ispeċifikazzjonijiet tad-disinn għal ċertu stazzjon tal-iċċarġjar tal-vettura elettrika jeħtieġu li d-differenza fit-tul tal-pinnijiet tad-dijodu paralleli m'għandhiex teċċedi 0.5mm biex tnaqqas it-tiswir tal-vultaġġ taħt -swiċċjar ta 'frekwenza għolja.
3. Issaħħaħ il-ġestjoni termali
Ottimizzazzjoni tal-istruttura tad-dissipazzjoni tas-sħana: Materjali bħal pjanċi tas-sħana uniformi u grass tas-silikon konduttiv termali jintużaw biex itejbu l-effiċjenza tal-konduttività termali. Ċertu inverter fotovoltajku jtejjeb l-uniformità taż-żieda fit-temperatura b'20 grad billi jpoġġi pjanċa tad-distribuzzjoni tas-sħana taħt dajowds paralleli.
Simulazzjoni u verifika termali: Iwettaq simulazzjoni termali billi tuża għodod bħal ANSYS Icepak biex tottimizza d-daqs tas-sink tas-sħana u l-veloċità tal-fann. Ċertu proġett ta 'enerġija industrijali naqqas l-ispejjeż tad-dissipazzjoni tas-sħana bi 15% permezz ta' simulazzjoni, filwaqt li laħaq l-istandard tal-ittestjar ta 'xokk termali IEC 60068-2-1.
Monitoraġġ tat-temperatura f'ħin reali: Installa termistor NTC fuq il-wiċċ tal-komponenti ewlenin, flimkien ma 'MCU biex tinkiseb protezzjoni ta' sħana żejda. Provvista ta 'enerġija UPS ta' ċentru tad-dejta naqset il-ħin ta 'rispons għall-ħsarat għal inqas minn 10ms permezz ta' din is-soluzzjoni.
4, Xenarji ta 'applikazzjoni tipiċi u analiżi tal-benefiċċji
1. Rettifika sekondarja ta 'inverter fotovoltajku
F'inverter ta 'sekwenza, ir-rettifika sekondarja teħtieġ timmaniġġja kurrent ta' 10-30A. Wara li adottat l-iskema parallela tad-dijodu Schottky:

Titjib fl-effiċjenza: It-telf tal-konduzzjoni tnaqqas minn 11W (tubu ordinarju ta 'rkupru mgħaġġel) għal 5W (tubu Schottky), li jirriżulta f'żieda ta' 6 punti perċentwali fl-effiċjenza.
Titjib tal-affidabbiltà: MTBF żdied minn 150000 siegħa għal 250000 siegħa, u r-rata ta 'falliment annwali naqset b'60%.
Ottimizzazzjoni tal-ispiża: Tnaqqis tal-ispiża tal-BOM għal inverter wieħed
8. Ikkalkulat abbażi ta 'produzzjoni annwali ta' 100000 unità, jinkiseb l-iffrankar annwali tal-ispejjeż
800000.
2. Modulu tal-iċċarġjar tal-vettura elettrika
Fi stazzjon tal-iċċarġjar ta '7kW AC, kemm l-istadju ta' spinta PFC kif ukoll l-istadju tar-rettifikatur tal-ħruġ jeħtieġu dajowds paralleli:

Titjib tad-densità tal-enerġija: Billi jqabbad id-dijodi Schottky tal-karbur tas-silikon, id-densità tal-qawwa tiżdied minn 0.5kW/L għal 0.8kW/L, u l-volum jitnaqqas b'37.5%.
Titjib fil-prestazzjoni tal-EMC: Ħin ta 'rkupru invers imnaqqas minn 50ns (tubu ta' rkupru ultraveloċi) għal 0ns (tubu Schottky), storbju EMI mnaqqas b'10dB.
Tnaqqis fl-ispiża taċ-ċiklu tal-ħajja kollu: Għalkemm l-ispiża ta 'apparat wieħed tiżdied b'20%, it-titjib fl-effiċjenza tas-sistema u t-tnaqqis fl-ispejjeż tad-dissipazzjoni tas-sħana jirriżultaw fi tnaqqis ta' 15% fl-ispiża totali tas-sjieda (TCO) ta '5 snin.
3. Rettifika ta 'frekwenza għolja tal-provvista tal-enerġija industrijali
Fi provvista ta 'enerġija ta' komunikazzjoni 48V/100A, skema parallela ta 'dijodu ta' rkupru ultraveloċi hija adottata:

Tnaqqas it-telf tal-bdil: It-t-rr naqas minn 300ns għal 50ns, naqqas it-telf tal-bdil bi 80% u żied l-effiċjenza minn 92% għal 95%.
Soppressjoni ta 'ripple tal-ħruġ: Il-quċċata tal-kurrent ta' rkupru b'lura titnaqqas minn 5A għal 1A, u l-vultaġġ ta 'ripple tal-ħruġ jitnaqqas minn 200mV għal 50mV.
Rata mtejba ta 'passaġġ ta' ċertifikazzjoni: Tissodisfa r-rekwiżiti ta 'ttestjar ta' żieda qawwija ta 'IEC 61000-4-5, u r-rata ta' l-ewwel pass tal-prodott żdiedet minn 70% għal 95%.