Kif tagħżel dajowds adattati għal sistemi ta' enerġija ta' vultaġġ għoli-?

一, Klassifikazzjoni teknika u karatteristiċi ewlenin ta 'diodes ta' vultaġġ għoli-
1. Ikklassifika skond il-materjal u l-istruttura
Dajowd ta 'vultaġġ għoli bbażat fuq is-silikon -: l-għażla mainstream, b'vultaġġ ta' reżistenza ta 'diversi eluf ta' volt u ħin twil ta 'rkupru b'lura (livell ta' mikrosekonda), adattat għar-rettifika tal-frekwenza tal-enerġija.
Dajowd ta 'vultaġġ għoli ta' karbur tas-silikon (SiC): b'vultaġġ li jiflaħ li jaqbeż it-3300V, il-ħin ta 'rkupru b'lura jitqassar għal nanosekondi, u prestazzjoni eċċellenti ta' -temperatura għolja (temperatura tal-junction tista 'tilħaq 200 grad), adattat għal xenarji ta' bidla ta 'frekwenza għolja.
Dajowd passivat tal-ħġieġ (GPP): Billi tispara saff tal-ħġieġ fuq il-wiċċ tal-junction PN, l-istabbiltà tal-vultaġġ u r-reżistenza għall-umdità huma mtejba, b'reżistenza tipika ta 'vultaġġ ta' 600V-1200V.
2. Ikklassifika skond il-funzjoni
Diode rettifikatur: jikkonverti AC għal DC, b'parametri ċentrali ta 'kurrent rettifikat massimu (IF) u ħin ta' rkupru b'lura (Trr).
Dajowd ta' Irkupru Mgħaġġel (FRD): Trr Inqas minn jew ugwali għal 50ns, addattat għal xenarji ta'-frekwenza għolja bħal swiċċijiet ta' provvisti ta' enerġija u inverters.
Dajowd Schottky (SBD): tnaqqis fil-vultaġġ 'il quddiem (0.3-0.5V), l-ebda ħin ta' rkupru b'lura, iżda vultaġġ ta 'reżistenza limitat (ġeneralment Inqas minn jew ugwali għal 200V), li jeħtieġ konnessjoni ta' serje biex tiżdied il-vultaġġ ta 'reżistenza.
Dajowd ta 'soppressjoni ta' vultaġġ temporanju (TVS): ħin ta 'rispons Inqas minn jew ugwali għal 1ns, vultaġġ ta' kklampjar preċiż, użat għall-protezzjoni mis-sajjetti u protezzjoni minn vultaġġ żejjed.
2, Sitt parametri tal-qalba għall-għażla ta 'dijodi ta' vultaġġ għoli -
1. Reżistenza tal-vultaġġ (VRRM/VBR)
Definizzjoni: Il-vultaġġ massimu ripetittiv invers (VRRM) għandu jkun 1.5-2 darbiet ogħla mill-vultaġġ massimu tas-sistema biex jiġi evitat it-tqassim ikkawżat minn varjazzjonijiet fil-vultaġġ.
Prinċipju tal-għażla:
In-naħa DC tal-inverter fotovoltajku: Sistema 1500V teħtieġ dajowd 1700V (bħas-serje Taike Tianrun G3S170).
Sistema ta 'trazzjoni ta' transitu ferrovjarju: Is-sistema 3300V teħtieġ dajowd SiC 3300V (bħas-serje Taike Tianrun G3S330).
2. Kapaċità tal-Fluss (IF/IFSM)
Definizzjoni: Il-kurrent medju rettifikat (IF) għandu jkun 1.5 darbiet ogħla mill-kurrent medju tas-sistema; Il-peak surge current (IFSM) jeħtieġ li jiflaħ l-impatt istantanju waqt l-istartjar jew short circuit.
Prinċipju tal-għażla:
Issuq bil-mutur industrijali: Agħżel IF Akbar minn jew ugwali għal 2 darbiet il-kurrent nominali, IFSM Akbar minn jew ugwali għal 10 darbiet il-kurrent nominali.
Inverter fotovoltajku: Agħżel IF Akbar minn jew ugwali għal 1.5 darbiet il-kurrent massimu tal-ħruġ, IFSM Akbar minn jew ugwali għal 20kA (forma ta 'mewġ 8/20 μ s).
3. Veloċità tal-bidla (Trr/Ton/Off)
Definizzjoni: Il-ħin ta' rkupru invers (Trr) jiddetermina t-telf tal-bidla f'xenarji ta'-frekwenza għolja; Il-ħin Ton/Off jaffettwa l-veloċità tar-rispons tas-sistema.
Prinċipju tal-għażla:
Switching power supply (>10kHz): Agħżel diodes ta 'rkupru veloċi b'Trr Inqas minn jew ugwali għal 50ns (bħal ASEMI MUR1660AC, Trr=35ns).
Inverter tal-karbur tas-silikon: Agħżel diodes SiC b'Trr Inqas minn jew ugwali għal 10ns (bħal serje Taike Tianrun G3S170, Trr=8ns).
4. Waqgħa fil-vultaġġ pożittiv (VF)
Definizzjoni: Meta twettaq, il-vultaġġ fiż-żewġt itruf jaffettwa direttament l-effiċjenza tas-sistema.
Prinċipju tal-għażla:
Vultaġġ baxx u xenarji ta 'kurrent għoli (bħal sistemi ta' 48V DC): Għandha tingħata prijorità lill-għażla tad-dijodi Schottky b'VF Inqas minn jew ugwali għal 0.5V.
Xenarji ta 'vultaġġ għoli (bħal hawn fuq 1000V): Agħżel diodes SiC b'VF Inqas minn jew ugwali għal 2.5V, li jistgħu jtejbu l-effiċjenza bi 3-5% meta mqabbla ma' dajowds tas-silikon.
5. Prestazzjoni termali (TjM/Rth)
Definizzjoni: It-temperatura massima tal-junction (TjM) għandha tkun aktar baxxa mill-valur tal-limitu tal-apparat (150 grad għal tubi tas-silikon, 200 grad għal tubi SiC); Ir-reżistenza termali (Rth) tiddetermina l-effiċjenza tad-dissipazzjoni tas-sħana.
Prinċipju tal-għażla:
Modulu ta 'qawwa ta' densità għolja: Agħżel apparati ppakkjati TO-247 b'Rth Inqas minn jew ugwali għal 0.5 grad /W.
Applikazzjoni ta 'ambjent magħluq: Agħżel apparati b'TjM akbar minn jew ugwali għal 175 grad u rriżerva spazju ta' derating.
6. Ċertifikazzjoni ta 'affidabbiltà
Kriterji ewlenin:
Ċertifikazzjoni tas-sigurtà: UL (Amerika ta 'Fuq), TUV (Ġermanja), CQC (Ċina).
Test ta 'Ħajja: Ittestjat għal 1000 siegħa bl-użu ta' HTRB (Preġudizzju Reverse ta' Temperatura Għolja).
Affidabbiltà tal-imballaġġ: Evita li tuża plagg axjali-fl-ippakkjar u tipprijoritizza l-għażla tal-ippakkjar SMT (bħal DFN8 × 8).
3, Proċess ta 'għażla ta' dajowd ta 'vultaġġ għoli u analiżi tal-każ
1. Proċess tal-għażla
Analiżi tar-rekwiżiti: Iċċara l-parametri tas-sistema bħal vultaġġ, kurrent, frekwenza, u temperatura ambjentali.
Klassifikazzjoni tal-apparat: Agħżel rettifikatur, irkupru mgħaġġel, TVS u tipi oħra skont ir-rekwiżiti funzjonali.
Tqabbil tal-parametri: Apparati kandidati tal-iskrin ibbażati fuq parametri ewlenin (reżistenza tal-vultaġġ, fluss tal-kurrent, veloċità).
Disinn ta 'derating: derating tal-vultaġġ b'1.5-2 darbiet, derating tal-kurrent b'1.2-1.5 darbiet.
Verifika tal-affidabbiltà: Ivverifika r-robustezza tal-apparat permezz ta' HALT (Test tal-Ħajja ta' Aċċelerazzjoni Għolja).
2. Każijiet ta' applikazzjoni tipiċi
Każ 1: Protezzjoni tal-ġenb DC ta 'inverter fotovoltajku
Rekwiżit: Sistema ta '1500V hija meħtieġa biex tiflaħ kurrent ta' żieda ta '20kA b'effiċjenza ta' Akbar minn jew ugwali għal 98%.
Pjan tal-għażla:
Rettifikatur prinċipali: Taike Tianrun 1700V/50A SiC diode (G3S750P), VF=1.7V, Trr=8ns.
Protezzjoni kontra t-tlugħ: Toshiba HN1D05FE TVS diode (VR=400V, IPP=20kA).
Effett: L-effiċjenza tas-sistema mtejba bi 2%, ħin ta 'rispons għall-protezzjoni ta' żieda qawwija Inqas minn jew ugwali għal 1ns.
Każ 2: Konvertitur ta' Trazzjoni ta' Transitu Ferrovjarju
Rekwiżit: sistema ta '3300V, frekwenza ta' swiċċjar 5kHz, meħtieġa biex tiflaħ kurrent ta 'ċirkwit qasir -100kA.
Pjan tal-għażla:
Modulu ta 'rettifikazzjoni: Taike Tianrun 3300V/50A SiC diode (G3S33050P), IFSM=100kA.
Dajowd ta 'rkupru mgħaġġel: ASEMI MUR3060PT (600V/30A, Trr=35ns).
Effett: Il-volum tas-sistema jitnaqqas bi 30%, u t-telf tal-iswiċċ jitnaqqas b'40%.
4, Xejriet futuri fl-Għażla tad-Dijodu ta 'Vultaġġ Għoli
1. Popolarizzazzjoni ta 'semikondutturi bandgap wiesgħa
Dajowds tas-SiC għandhom vultaġġ li jiflaħ li jaqbeż it-3300V u tnaqqis fil-vultaġġ 'il quddiem imnaqqas għal 1.5V, li jagħmilhom adattati għal sistemi ta' distribuzzjoni ta 'vultaġġ medju 'l fuq minn 10kV.
Dajowds tan-nitrur tal-gallju (GaN) daħlu fil-kamp ta' vultaġġ għoli-, b'ħin ta' rkupru invers imnaqqas għal inqas minn 1ns.
2. Għodda ta 'għażla intelliġenti
Il-fornitur jipprovdi pjattaforma ta 'simulazzjoni onlajn (bħal selettur Taike Tianrun SiC), li awtomatikament jirrakkomanda kombinazzjonijiet ta' apparat wara li ddaħħal il-parametri tas-sistema.
It-teknoloġija diġitali twin tintuża biex tbassar il-ħajja u l-modi ta 'falliment ta' apparati taħt kundizzjonijiet operattivi estremi.
3. Modularizzazzjoni u Integrazzjoni
Diode u IGBT/MOSFET huma integrati f'modulu wieħed (bħal serje Infineon EasyPACK), li jissimplifika d-disinn tas-sistema.
L-ippakkjar tal-Pakkett tal-Istampa jtejjeb ir-reżistenza għax-xokk u l-effiċjenza tad-dissipazzjoni tas-sħana ta' apparati ta' vultaġġ għoli-.