X'inhu r-rwol tad-dijodi fis-sistemi distribwiti tal-provvista tal-enerġija mir-riħ?

1, Ċirkwit ta 'rettifikazzjoni: kisba ta' konverżjoni effiċjenti minn AC għal DC
Waħda mill-funzjonijiet ewlenin ta 'sistema ta' provvista ta 'enerġija mir-riħ distribwita hija li tikkonverti l-output tal-enerġija AC minn turbini tar-riħ f'enerġija DC għall-ħażna f'batteriji jew sewqan dirett ta' tagħbijiet DC. Id-dijodu jifforma pont ta 'rettifikatur inkontrollabbli f'dan il-proċess, u jikseb "rettifika sħiħa tal-mewġ" tal-enerġija AC permezz ta' konduttività unidirezzjonali, li jikkonverti s-sinjali AC ta 'nofs ċiklu pożittiv u negattiv f'qawwa DC pulsating unidirezzjonali.

Vantaġġi tekniċi:

Struttura sempliċi u affidabbli: Il-pont tar-rettifikatur mhux ikkontrollat ​​tad-dijodu bi tliet fażijiet jeħtieġ biss 6 dajowds, mingħajr il-ħtieġa ta 'ċirkwiti ta' kontroll kumplessi, u għandu rata baxxa ta 'falliment. Pereżempju, id-dijodu MUR60120 ta 'Fuji (jiflaħ vultaġġ 1200V, kurrent nominali 60A) huwa użat ħafna f'turbini tar-riħ ta' daqs żgħir u medju -, b'waqgħa tal-vultaġġ tal-konduzzjoni ta '0.7V biss u effiċjenza ta' rettifika ta '98.5% f'sistemi ta' livell ta '10kW.
Spiża sinifikanti-effettività: Meta mqabbla ma 'ċirkwiti ta' rettifikatur kontrollabbli komposti minn IGBT jew MOSFET, l-ispiża tal-pont tar-rettifikatur tad-dijodu titnaqqas b'aktar minn 60%, u m'hemmx bżonn ta 'ċirkwit tas-sewqan u disinn ta' dissipazzjoni tas-sħana, tnaqqas b'mod sinifikanti l-investiment inizjali tas-sistema.
Adatta għal ambjenti ħarxa: Id-dijodu jista 'jopera b'mod stabbli fil-medda ta' temperatura ta '-40 grad sa 150 grad, jiflaħ temperaturi għoljin, trab u vibrazzjoni f'xenarji ta' ġenerazzjoni ta 'enerġija mir-riħ, u għandu ħajja ta' aktar minn 20 sena.
Każ tal-inġinerija:
Ferm tar-riħ lil hinn mix-xtut juża valv tar-rettifikatur tad-dijodu biex jissostitwixxi l-valv tar-rettifikatur modulari b'ħafna-livelli tradizzjonali (MMC). Taħt l-istess kapaċità ta 'trażmissjoni, l-istazzjon tal-konvertitur naqqas il-volum b'80%, il-piż b'65%, u l-ħin tal-installazzjoni b'20%. Ir-raġuni ewlenija hija li l-valv tar-rettifikatur tad-dijodu m'għandux għalfejn jikkontrolla b'mod indipendenti kull submodulu, inaqqas il-probabbiltà ta 'falliment b'90%, u jnaqqas it-telf tal-konduzzjoni b'20% meta mqabbel ma' MMC, li jirriżulta f'żieda ta '3.2% fl-effiċjenza tas-sistema.

2, Protezzjoni kontra l-konnessjoni inversa: tibni l-ewwel linja ta 'difiża għas-sigurtà tas-sistema
L-interface tal-iċċarġjar tas-sistema mqassma tal-provvista tal-enerġija mir-riħ jeħtieġ li tkun kompatibbli ma 'inputs ta' enerġija multipli (bħal enerġija tal-mejn, ġeneraturi tad-diżil, u batteriji). Jekk l-utent aċċidentalment jaqleb il-polarità tal-provvista tal-enerġija, jista 'jikkawża li l-capacitors interni, MOSFETs, u komponenti oħra tal-kontrollur jinħarqu. Billi tgħaqqad dajowds f'serje fl-input tal-enerġija, jista 'jinbena ċirkwit ta' protezzjoni kontra r-rivers bi prezz baxx u affidabbli ħafna.

Punti tad-disinn:

Ottimizzazzjoni tal-waqgħa tal-vultaġġ tal-konduzzjoni 'l quddiem: dajowds Schottky (bħal MBR1045CT) għandhom waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem ta' 0.3V biss, u f'kontrolluri ta 'livell ta' 5kW, it-telf tal-konduzzjoni jammonta għal inqas minn 0.6%, ħafna inqas minn dijodi tas-silikon tradizzjonali (0.7V).
Kontroll tal-kurrent ta 'tnixxija b'lura: ICs dajowd ideali (bħal LTC4412) jistgħu jrażżnu l-kurrent ta' tnixxija b'lura għal taħt 1 μ A, u jevitaw id-degradazzjoni tal-kapaċità tal-batterija minħabba l-kurrent ta 'tnixxija fil-modalità standby.
Soppressjoni ta 'kurrent ta' żieda qawwija: Billi tgħaqqad termistors NTC b'mod parallel ma 'dijodi, il-kurrent ta' żieda qawwija fil-mument li jinxtegħel jista 'jkun limitat, u jipproteġi l-capacitor downstream. Pereżempju, ċerta marka ta 'sistema ta' ħażna ta 'enerġija f'munzelli tadotta skema komposta ta' "dijodu Schottky + termistor NTC". Fit-test tal-konnessjoni b'lura, il-kurrent invers huwa limitat għal 10mA, u s-sistema ma ssirx ħsara.
Analiżi tal-Modalità ta' Ħsara:
F'każ ta 'manutenzjoni ta' kontrollur tal-enerġija mir-riħ, minħabba n-nuqqas ta 'protezzjoni kontra r-rivers, l-utent qabbad bi żball il-provvista tal-enerġija, li jirriżulta fi splużjoni tal-kapaċitatur tal-input. Il-pjan ta 'titjib ta' segwitu-jadotta ċirkwit kompost ta '"dijodu Schottky + fjus li jirkupra lilhom infushom", li jaqta' d-dijodu u jdub il-fjus meta jitreġġa 'lura, jiżola kompletament il-ħsara u jnaqqas l-ispejjeż tal-manutenzjoni bi 80%.

3, Kontroll tal-Path tal-Irkupru tal-Enerġija: Ottimizzazzjoni tal-Ġestjoni tal-Enerġija tar-Reżisturi tal-Ibbrejkjar
Meta l-veloċità tar-riħ taqbeż il-valur nominali, it-turbina tar-riħ jeħtieġ li tikkonsma enerġija żejda permezz ta 'kontroll tal-pitch jew resistors tal-ibbrejkjar. Jekk iċ-ċirkwit tar-reżistenza tal-brejk ma jkunx iddisinjat kif suppost, il-kurrent invers jista 'jiċċirkola fil-kontrollur permezz tad-dijodu tal-ġisem IGBT, li jikkawża sħana żejda tal-komponent. Id-dijodu jista 'jibni passaġġ ta' rkupru ta 'enerġija indipendenti, u jiżgura li l-kurrent tal-ibbrejkjar jiġi rilaxxat biss permezz tar-reżistenza.

Applikazzjonijiet tipiċi:

Buck circuit freewheeling diode: F'ċirkwiti buck DC/DC, dajowds freewheeling (bħal 1N5819WS) jipprovdu mogħdija ta 'rilaxx għall-ħażna ta' enerġija induttiva, tevita l-ġenerazzjoni ta 'forza elettromotiva lura ta' vultaġġ għoli - meta IGBT jintefa. Skont id-dejta tat-test attwali, iż-żieda fit-temperatura tar-reżistenza tal-ibbrejkjar li tuża din l-iskema naqset minn 120 grad għal 85 grad, u l-effiċjenza tas-sistema żdiedet bi 3.2%.
Dajowd kontra l-fluss b'lura taċ-ċirkwit ta 'spinta: F'ċirkwit ta' spinta, dajowd (bħal MBR20100CT) jipprevjeni l-vultaġġ tal-ħruġ milli jmur lura lejn it-terminal tal-input, jipproteġi l-komponenti tal-ġenb ta '-vultaġġ baxx. Pereżempju, wara li ċerta marka ta 'inverter tal-enerġija mir-riħ ta' 5kW tadotta din l-iskema, il-ħajja tas-servizz tar-reżistenza tal-ibbrejkjar hija estiża bi tliet darbiet, u ċ-ċiklu ta 'manutenzjoni huwa estiż minn 6 xhur sa 18-il xahar.
4, Applikazzjoni ta 'materjal ġdid: Dajowd tal-karbur tas-silikon imexxi l-aġġornament tas-sistema
Bil-maturità tad-dijodi tal-karbur tas-silikon (SiC), l-irkupru tagħhom ta 'reverse charge (Qrr ≈ 0) u l-karatteristiċi ta' reżistenza għat-temperatura għolja (200 grad ) qed jaċċelleraw is-sostituzzjoni ta 'dijodi bbażati fuq is-silikon- fil-qasam tal-provvista ta' enerġija mir-riħ distribwita. Pereżempju, id-dijodu Schottky C3D10060A SiC ta 'Cree inaqqas it-telf tal-konduzzjoni b'75% meta mqabbel ma' dajowds tas-silikon taħt kundizzjonijiet ta '100A/600V, b'telf ta' rkupru b'lura joqrob lejn iż-żero.

Xenarju ta' Applikazzjoni:

Konvertitur DC/DC ta 'frekwenza għolja: Dajowds tas-SiC jistgħu jżidu l-frekwenza tal-iswiċċjar għal aktar minn 200kHz, u jnaqqsu b'mod sinifikanti d-daqs ta' indutturi u capacitors. Wara li tadotta diodes SiC f'inverter tar-riħ ta '10kW ta' ċerta marka, il-volum jitnaqqas b'40%, il-piż jitnaqqas bi 30%, u d-densità tal-qawwa tiżdied għal 5kW/kg.
Konvertitur ta 'frekwenza ta' vultaġġ medju: F'konvertituri ta 'enerġija mir-riħ ta' 10kV, dajowds SiC jistgħu jnaqqsu n-numru ta 'kaskati u jbaxxu l-kumplessità tas-sistema. Siemens juża topoloġija ta 'pont H-kaskata ta' ħames livelli b'dijodi SiC biex tikseb output ta '9 livelli, ittriplika l-frekwenza ta' swiċċjar ekwivalenti, tnaqqas id-distorsjoni armonika għal inqas minn 1.5%, u tnaqqas il-volum tal-filtru b'40%.