پاور گرڈ کی خرابیوں کے دوران ڈایڈس مقامی سرکٹس کو کیسے الگ تھلگ کرتے ہیں؟

一 ، ڈایڈڈ فالٹ تنہائی کا جسمانی طریقہ کار
ایک ڈایڈڈ کا پی این جنکشن ڈھانچہ اسے قدرتی موجودہ مسدود کرنے کی صلاحیت کے ساتھ پیش کرتا ہے۔ جب پاور گرڈ میں شارٹ سرکٹ کی غلطی ہوتی ہے تو ، فالٹ پوائنٹ پر وولٹیج تیزی سے گرتی ہے ، جس سے ریورس تعصب برقی فیلڈ تشکیل ہوتا ہے۔ اس وقت ، ڈایڈڈ کٹ آف ریاست میں داخل ہوتا ہے ، اور الٹا مزاحمت میگا او ایچ ایم کی سطح تک پہنچ سکتی ہے۔ مثال کے طور پر فوٹو وولٹک گرڈ سے منسلک نظام کو لے کر ، جب ڈی سی سائیڈ پر قطب سے قطب شارٹ سرکٹ ہوتا ہے تو ، اسکاٹکی ڈایڈڈ (جیسے SB560 ، 0.5V کا فارورڈ وولٹیج ڈراپ کے ساتھ) فوٹوسٹرک ماڈیول کے دونوں سروں کے متوازی طور پر منسلک ہوتا ہے۔ اسکیمیں۔

مواصلات کے نظام میں ، ڈایڈس کی تنہائی کی خصوصیات غلطی کی قسم سے قریب سے وابستہ ہیں۔ جب ایک واحد - فیز گراؤنڈنگ فالٹ ہوتا ہے تو ، نان فالٹ فیز وولٹیج لائن وولٹیج کی سطح تک بڑھ جاتا ہے۔ اس وقت ، تیز رفتار بازیافت ڈایڈڈ (جیسے FR307 ، ریورس ریکوری ٹائم 100 این ایس) سوئچنگ ڈیوائس کے دونوں سروں سے اینٹی متوازی میں جڑا ہوا کپیسیٹر اوور چارجنگ کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے۔ اس اسکیم کو اپنانے کے بعد ، جرمنی میں ٹینیٹ کے 500 کلو وی ڈی سی ٹرانسمیشن پروجیکٹ کے اعداد و شمار کے مطابق ، سب ماڈل کیپسیٹر وولٹیج کی اتار چڑھاو کی حد ± 15 ٪ سے کم ہوگئی ، اور نظام کی کارکردگی میں 1.2 فیصد پوائنٹس تک بہتری آئی ہے۔

2 ، عام غلطی کے منظرناموں کی تنہائی کا اطلاق
1. ڈی سی تقسیم کے نظام کی غلطی زوننگ
ڈایڈڈ پر مبنی ڈی سی ڈسٹری بیوشن سسٹم میں ، جب لائن میں مستقل دو قطب شارٹ سرکٹ ہوتا ہے تو ، ناقص لائن کا ابتدائی موجودہ تیزی سے 8.3Ka تک بڑھ جاتا ہے ، جبکہ ٹرمینل موجودہ ڈایڈڈ کی ریورس کٹ آف کی خصوصیت کی وجہ سے 1ms کے اندر 0 تک فیصلہ کرتا ہے۔ تیانجن یونیورسٹی میں لی بن کی ٹیم کے ذریعہ کی جانے والی تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ یہ اسکیم دو کنورٹر اسٹیشنوں کے مابین خرابیوں کے اثرات کی حد کو محدود کرسکتی ہے ، جس سے روایتی اسکیموں کے مقابلے میں اسے 60 فیصد کم کیا جاسکتا ہے ، اور 200ms تک وولٹیج ڈراپ ٹائم کو 20m تک کم کیا جاسکتا ہے ، جس سے بجلی کی فراہمی کی قابل اعتماد کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جاسکتا ہے۔

مخصوص نفاذ میں ، ہر ڈی سی بس طبقہ اینٹی متوازی ڈایڈڈ ماڈیول سے لیس ہے۔ جب غلطی کا موجودہ حد سے زیادہ ہوجاتا ہے تو ، تیز سوئچنگ ڈیوائس 100 μ s کے اندر غلطی کا راستہ ختم کردیتی ہے ، اور ڈایڈڈ خود بخود الگ تھلگ رکاوٹ بن جاتا ہے۔ اس ٹکنالوجی کو اپنانے کے بعد ، ہواوے سن 2000-125 کے ٹی ایل فوٹو وولٹک انورٹر نے جزوی طور پر رکاوٹ والے منظرناموں میں اپنی بجلی کی پیداوار میں 9.3 فیصد اضافہ کیا ، جس کی یورپی کارکردگی 98.8 فیصد ہے۔

2. ماڈیولر ملٹی لیول کنورٹر تحفظ
ایم ایم سی سب ماڈل میں ، ڈایڈس اور آئی جی بی ٹی ایس ایک دو طرفہ بلاک ڈھانچہ تشکیل دیتے ہیں۔ جب سب ماڈل کیپسیٹر کا وولٹیج عدم توازن 10 ٪ سے زیادہ ہوجاتا ہے تو ، سیریز سے منسلک سلیکن کاربائڈ ڈایڈڈ (جیسے C3D06060A) کو ایک فارورڈ وولٹیج ڈراپ 1.3V@10A کا تجربہ ہوتا ہے) کیپسیٹر اوور چارجنگ کو روک سکتا ہے۔ اس اسکیم کو اپنانے کے بعد ، سیمنز ساکم اے آئی ایس گرڈ اسٹیبلائزر نے سبڈوڈول سوئچنگ کے نقصانات کو 40 فیصد کم کردیا اور سسٹم کے ردعمل کا وقت 10ms سے 3MS تک کم کردیا۔

انجینئرنگ کی مشق میں ، ڈایڈس کی الٹ بحالی کی خصوصیات پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ فاسٹ ریکوری ڈایڈس (جیسے FR307) کے استعمال سے عام اصلاح کاروں کے مقابلے میں IGBT سوئچنگ کے نقصانات 35 ٪ تک کم ہوسکتے ہیں۔ اے بی بی کی پاور گرڈ سیریز ذہین تنہائی ڈایڈس سینسرز میں تعمیر شدہ - کے ذریعے حقیقی وقت میں جنکشن درجہ حرارت ، موجودہ اور دیگر پیرامیٹرز کی نگرانی کرتی ہے ، ممکنہ غلطیوں کو پہلے سے 0.5 ایم ایس کو متنبہ کرتی ہے ، اور نظام کی ناکامیوں کے درمیان اوسط وقت کو 200000 گھنٹوں تک بڑھاتی ہے۔

3 تقسیم شدہ بجلی کے ذرائع کا بے کار ڈیزائن
سٹرنگ فوٹو وولٹک انورٹرز میں ، متعدد ایم پی پی ٹی چینلز ڈایڈس یا گیٹ سرکٹس کے ذریعے بجلی کی بے کاریاں حاصل کرتے ہیں۔ جب کسی خاص چینل کی آؤٹ پٹ پاور سائے رکاوٹ کی وجہ سے کم ہوجاتی ہے تو ، اسکاٹکی ڈایڈڈ (جیسے MBR2045CT ، جس میں 0.32V کا فارورڈ وولٹیج ڈراپ ہوتا ہے) خود بخود صحت مند چینل میں تبدیل ہوجاتا ہے۔ ٹیسٹوں سے پتہ چلتا ہے کہ اس اسکیم سے فوٹو وولٹک صفوں کی بجلی کی پیداوار میں 8 ٪ -12 ٪ اضافہ ہوسکتا ہے ، خاص طور پر جزوی طور پر رکاوٹ والے منظرناموں میں جہاں فوائد اہم ہیں۔

ٹیسلا میگاپیک انرجی اسٹوریج سسٹم ایک مربوط تنہائی اسکیم کو اپناتا ہے ، اور MOSFET (جیسے LM5050) پر مبنی ایک مثالی ڈایڈڈ کنٹرولر صفر ریورس ریکوری ٹائم کو حاصل کرتا ہے۔ یہ اسکیم بیٹری کلسٹروں کے مابین تنہائی کے نقصان کو 2.5W سے 0.3W تک کم کرتی ہے ، سسٹم سائیکل کی کارکردگی کو 0.2 فیصد پوائنٹس سے بہتر بناتی ہے ، اور روایتی ڈایڈس کے مقابلے میں 0.05V کی ترسیل وولٹیج ڈراپ کو 90 ٪ تک کم کرتی ہے۔

3 ، انجینئرنگ کی اصلاح اور کارکردگی میں بہتری کی حکمت عملی
1. کم نقصان والے اجزاء کا انتخاب
روایتی سلیکن ڈایڈس کا ترسیل نقصان اعلی - تعدد ایپلی کیشنز میں ایک رکاوٹ بن گیا ہے۔ سلیکن کاربائڈ سکاٹکی ڈایڈس کے استعمال سے ترسیل کے نقصانات کو 60 ٪ تک کم کیا جاسکتا ہے۔ 100 کلو واٹ فوٹو وولٹک انورٹر میں ، یہ اسکیم ڈایڈڈ کے نقصانات کو 120W سے 48W تک کم کرتی ہے اور نظام کی کارکردگی کو 0.05 فیصد پوائنٹس تک بہتر کرتی ہے۔ EPC2054 GAN ڈایڈڈ ای پی سی کمپنی کے ذریعہ لانچ کیا گیا ہے جس میں 10A موجودہ میں صرف 0.2V کا فارورڈ وولٹیج ڈراپ ہے ، جو SIC آلات سے 85 ٪ کم ہے۔

2. تھرمل مینجمنٹ کی اصلاح
اعلی - پاور ایپلی کیشنز میں ، ڈایڈڈ جنکشن درجہ حرارت کنٹرول بہت ضروری ہے۔ تھرمل کنڈکٹیو سلیکون چکنائی (تھرمل مزاحمت 0.5 ڈگری /ڈبلیو) اور ایلومینیم سبسٹریٹ (تھرمل مزاحمت 1 ڈگری /ڈبلیو) کا استعمال کرتے ہوئے جامع حرارت کی کھپت اسکیم اور ایلومینیم سبسٹریٹ (تھرمل مزاحمت 1 ڈگری /ڈبلیو) جنکشن کے درجہ حرارت کو 125 ڈگری سے 85 ڈگری کے تحت 100a موجودہ کے تحت کم کر سکتی ہے ، جس سے آلہ کی زندگی کو تین گنا سے زیادہ تک بڑھایا جاسکتا ہے۔ ہواوے انورٹرز 105 ڈگری کے اندر ڈایڈڈ جنکشن کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے اور بجلی کی کثافت کو 1.2 کلو واٹ/کلوگرام تک بڑھانے کے لئے مائع کولنگ ٹکنالوجی کا استعمال کرتے ہیں۔

3. برقی مقناطیسی مطابقت کا ڈیزائن
ڈایڈڈ سوئچز کے ذریعہ پیدا ہونے والے ڈی آئی/ڈی ٹی شور کو آر سی بفر سرکٹ کے ذریعہ دبانے کی ضرورت ہے۔ 10 کلو واٹ انورٹر میں ، 0.1 μ F فلمی کیپسیٹرز اور 10 ω مزاحم استعمال کرنے والے ایک بفر سرکٹ میں وولٹیج اوورشوٹ کو 50V سے 5V تک کم کیا جاسکتا ہے ، جس سے IEC 61000 - 4-5 4-5 برقی مقناطیسی مطابقت کا معیار مل سکتا ہے۔ سیمنز سیریس سیریز ذہین تنہائی ڈایڈڈ نے بلٹ ان آر سی نیٹ ورک کے ذریعہ 20DB کے نیچے سوئچ شور کو دبایا۔

4 ، فرنٹیئر ٹکنالوجی کے رجحانات
1. وسیع بینڈ گیپ سیمیکمڈکٹر ایپلی کیشنز
Gallium nitride diodes, with their ultra-low on resistance (0.1m Ω· cm ²) and high-frequency characteristics (fT>1GHz) ، آہستہ آہستہ سلیکن آلات کو اعلی - اختتامی فیلڈز جیسے 5 جی بیس اسٹیشن بجلی کی فراہمی اور ایرو اسپیس بجلی کی فراہمی میں تبدیل کر رہے ہیں۔ EPC2054 GAN ڈایڈڈ ای پی سی کمپنی کے ذریعہ لانچ کیا گیا ہے جس میں 10A موجودہ میں صرف 0.2V کا فارورڈ وولٹیج ڈراپ ہے ، جو SIC آلات سے 85 ٪ کم ہے۔

2. ذہین تنہائی ٹکنالوجی کا انضمام
ڈیجیٹل کنٹرول ٹکنالوجی کے ساتھ مل کر ذہین ڈایڈڈ ماڈیول متحرک وولٹیج ڈراپ معاوضہ اور غلطی کی پیش گوئی حاصل کرسکتا ہے۔ اے بی بی کمپنی کے ذریعہ لانچ کردہ پاور گرڈ سیریز ذہین تنہائی ڈایڈس سینسر میں تعمیر شدہ - کے ذریعے حقیقی وقت میں جنکشن کے درجہ حرارت ، موجودہ اور دیگر پیرامیٹرز کی نگرانی کرتے ہیں ، اور ممکنہ غلطیوں کو پہلے سے 0.5 ایم ایس کو متنبہ کرتے ہیں ، جس سے نظام کے اوسط غلطی سے پاک وقت کو 200000 گھنٹوں تک بڑھایا جاتا ہے۔

5 ، صنعت کی درخواست کے معاملات
1. جرمنی میں ٹینیٹ ڈی سی ٹرانسمیشن پروجیکٹ
± 500KV DC ٹرانسمیشن پروجیکٹ میں ، MMC submodule سلیکن کاربائڈ ڈایڈڈ ماڈیولز کا استعمال کرتے ہوئے submodule Capacitor کی وولٹیج اتار چڑھاو کی حد کو ± 15 ٪ سے کم کرتا ہے ، اور نظام کی کارکردگی کو 1.2 فیصد پوائنٹس تک بہتر بناتا ہے۔ اس منصوبے کی سالانہ ٹرانسمیشن کی گنجائش 12 ارب کلو واٹ گھنٹوں تک پہنچ جاتی ہے ، جو معیاری کوئلے کی کھپت کو 3.6 ملین ٹن کم کرنے کے مترادف ہے۔

2. ٹیسلا میگاپیک انرجی اسٹوریج سسٹم
گان ڈایڈس پر مبنی بیٹری کلسٹر تنہائی اسکیم سسٹم سائیکل کی کارکردگی کو 0.2 فیصد پوائنٹس سے بہتر بناتی ہے ، جبکہ 0.05V پر روایتی ڈایڈس کے مقابلے میں ترسیل وولٹیج میں کمی کو 90 فیصد تک کم کرتی ہے۔ یہ نظام 10 گیگاواٹ سے زیادہ کے لئے عالمی سطح پر تعینات کیا گیا ہے ، جو قابل تجدید توانائی کے استعمال کی حمایت کرتا ہے۔