ملٹی - اسٹیج انورٹر سسٹم میں ڈایڈس کی موجودہ تنہائی کو کیسے حاصل کیا جائے؟

一 ، ڈایڈڈ موجودہ تنہائی کی جسمانی اساس
ڈایڈس کی بنیادی تنہائی کی صلاحیت پی این جنکشن کی غیر سمتل چالکتا سے آتی ہے۔ جب فارورڈ متعصب ہوتا ہے تو ، پی خطے میں سوراخ اور ن خطے میں الیکٹرانوں نے کم مزاحمت کا راستہ تشکیل دینے کے لئے پھیلا دیا ہے ، اور مزاحمت پر 0.1 ω سے کم ہوسکتا ہے۔ جب ریورس متعصب ہوتا ہے تو ، کمی کی پرت کی چوڑائی بڑھتی ہوئی وولٹیج کے ساتھ پھیل جاتی ہے ، جس سے میگا او ایچ ایم کی سطح کی اعلی مائبادا تنہائی کی تشکیل ہوتی ہے اور مائکرو کیمپیر کی سطح تک ریورس موجودہ صلاحیت کو روکتا ہے۔ یہ غیر متناسب کوندکٹو خصوصیت اسے قدرتی موجودہ تنہائی کا آلہ بناتی ہے۔

ایک ملٹی - اسٹیج انورٹر سسٹم میں ، ڈایڈس ایک غیر مستقیم موجودہ راستے کی تعمیر کے ذریعہ انٹر اسٹیج تنہائی کو حاصل کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، دو - اسٹیج فوٹو وولٹک انورٹر میں ، سامنے کی پیداوار میں متوازی طور پر منسلک الگ تھلگ ڈایڈڈ {- end DC/DC کنورٹر کے پچھلے حصے میں موجودہ بیک فلو کو روک سکتا ہے {- enterter {{{{{{5}-}}}-}-}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} 5 تجرباتی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ جب 1N4148 سگنل ڈایڈڈ کا استعمال کرتے ہیں تو ، الٹا رساو موجودہ 50V کے ریورس وولٹیج پر صرف 0.1 μ A ہے ، اور موثر تنہائی 99.999 ٪ سے زیادہ ہے۔

2 ، ملٹی - اسٹیج انورٹر سسٹم میں مخصوص تنہائی کی ایپلی کیشنز
1. کاسکیڈ H - برج انورٹرز کے لئے پاور راہ کا انتخاب
ایک جھرن والے H - برج اسٹیٹ کام (جامد ہم وقت ساز معاوضہ) میں ، ہر H - برج یونٹ DC سائیڈ کیپسیٹر کے ذریعے متوازی طور پر منسلک ہوتا ہے۔ جب ڈی سی سائیڈ کیپسیٹر شارٹ سرکٹ کی غلطی کسی خاص یونٹ میں ہوتی ہے تو ، سکاٹکی ڈایڈس (جیسے SB560 ، 0.5V کا فارورڈ وولٹیج ڈراپ کے ساتھ) کیپسیٹر کے دونوں سروں کے متوازی طور پر منسلک ہوتا ہے وہ خود بخود دیگر صحت مند یونٹوں میں غلطی کی تشہیر کو روک سکتا ہے۔ نقالی سے پتہ چلتا ہے کہ یہ اسکیم نظام کو 0.1ms کے اندر غلطی کی تنہائی کو مکمل کرنے کے قابل بناتی ہے ، جو ردعمل کی رفتار میں روایتی ریلے اسکیموں کے مقابلے میں شدت کے تین احکامات ہیں۔

2. ماڈیولر ملٹی ویل کنورٹر (ایم ایم سی) کے ذیلی ماڈیول تنہائی
ایم ایم سی سبڈوڈول ایک آدھا پل ڈھانچہ اپناتا ہے۔ جب سب ماڈل کا کیپسیٹر وولٹیج غیر متوازن ہوتا ہے تو ، سیریز سے منسلک فاسٹ ریکوری ڈایڈڈ (جیسے RF306 ، 35Ns کا ریورس ریکوری ٹائم) کیپسیٹر سے زیادہ چارجنگ کو 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۔

3. فوٹو وولٹک گرڈ سے منسلک inverters کے لئے بے کار بجلی کی فراہمی کا ڈیزائن
سٹرنگ فوٹو وولٹک انورٹرز میں ، متعدد ایم پی پی ٹی (زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ ٹریکنگ) چینلز کو ڈایڈس یا گیٹ سرکٹس کے ذریعے پاور فالتو پن حاصل کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ جب کسی خاص چینل کی آؤٹ پٹ پاور شیڈو رکاوٹ کی وجہ سے کم ہوجاتی ہے تو ، اسکاٹکی ڈایڈڈ (جیسے MBR2045CT ، جس میں 0.32V کا فارورڈ وولٹیج ڈراپ ہوتا ہے) مستحکم آؤٹ پٹ پاور کو یقینی بنانے کے لئے 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۔

3 ، انجینئرنگ کی اصلاح اور کارکردگی میں بہتری کی حکمت عملی
1. کم نقصان والے ڈایڈس کا انتخاب
روایتی سلیکن ڈایڈس کا فارورڈ وولٹیج ڈراپ (0.6-0.7V) اعلی موجودہ ایپلی کیشنز میں نمایاں نقصانات کا سبب بن سکتا ہے۔ سلیکن کاربائڈ (ایس آئی سی) سکاٹکی ڈایڈس (جیسے C3D06060A ، فارورڈ وولٹیج ڈراپ) 1.3V@10a) کا استعمال کرتے ہوئے اس کی ترسیل کے نقصان 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۔

2. ریورس بازیافت کی خصوصیت کی اصلاح
اعلی - تعدد سوئچ ایپلی کیشنز میں ، ڈایڈس کا ریورس ریکوری ٹائم (TRR) براہ راست سوئچ کے نقصانات کو متاثر کرتا ہے۔ فاسٹ ریکوری ڈایڈس (جیسے FR307 ، TRR =100 NS) کا استعمال عام طور پر ریکٹیفائر (TRR =500 NS) کے مقابلے میں IGBT سوئچنگ کے نقصانات کو 35 ٪ کم کرسکتا ہے۔ اس اسکیم کو اپنانے کے بعد ، سیمنز سیریس سیریز انورٹرز کی مکمل بوجھ کی کارکردگی 98.2 ٪ سے بڑھ کر 98.7 ٪ ہوگئی۔

3. مربوط تنہائی کا حل
MOSFET (جیسے LM5050) پر مبنی مثالی ڈایڈڈ کنٹرولر فعال کنٹرول کے ذریعہ صفر ریورس ریکوری ٹائم کو حاصل کرتا ہے۔ ٹیسلا کے میگاپیک انرجی اسٹوریج سسٹم میں ، یہ حل انٹر کلسٹر تنہائی کے نقصان کو 2.5W سے کم کرکے 0.3W سے کم کرتا ہے ، اور سسٹم سائیکل کی کارکردگی کو 0.2 فیصد پوائنٹس سے بہتر کرتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، روایتی ڈایڈس کے مقابلے میں اس کے 0.05V ترسیل وولٹیج ڈراپ میں 90 فیصد کمی واقع ہوئی ہے ، جس سے توانائی کے تبادلوں کی کارکردگی میں نمایاں بہتری آتی ہے۔

4 ، فرنٹیئر ٹکنالوجی کے رجحانات
1. وسیع بینڈ گیپ سیمیکمڈکٹر آلات کا اطلاق
Gallium nitride (GaN) diodes are gradually replacing silicon devices in high-end fields such as 5G base station power supplies and aerospace power supplies due to their ultra-low on resistance (0.1m Ω· cm ²) and high-frequency characteristics (fT>1GHz)۔ EPC2054 GAN ڈایڈڈ ای پی سی کمپنی کے ذریعہ لانچ کیا گیا ہے ، اس 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 ذہین تنہائی کے ڈایڈس کی پاور گرڈ سیریز سینسر میں بلٹ - کے ذریعے جنکشن درجہ حرارت اور موجودہ وقت میں موجودہ پیرامیٹرز کی نگرانی کرتی ہے ، اور ممکنہ غلطیوں کو پہلے سے 0.5 ایم ایس کو الرٹ کرتی ہے ، جس سے ناکامیوں (ایم ٹی بی ایف) کے درمیان نظام کے اوسط وقت میں 20000 گھنٹوں تک اضافہ ہوتا ہے۔

5 ، انجینئرنگ پریکٹس میں کلیدی تحفظات
1. پیرامیٹر مماثل ڈیزائن
ڈایڈس کے انتخاب کے لئے فارورڈ وولٹیج ڈراپ (VF) ، ریورس ریکوری ٹائم (TRR) ، زیادہ سے زیادہ ریورس وولٹیج (VRRM) ، اور ریٹیڈ موجودہ (IF) پر جامع غور کرنے کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر ، 1500V فوٹو وولٹک سسٹم میں ، VRRM کے ساتھ ڈایڈس کو 1800V سے زیادہ یا اس کے برابر منتخب کرنے کی ضرورت ہے ، اور 30 ​​٪ موجودہ مارجن محفوظ ہونا چاہئے۔

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۔

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 برقی مقناطیسی مطابقت کے معیار کو پورا کیا جاسکتا ہے۔

6 ، صنعت کی درخواست کے معاملات
1. ہواوے SUN2000-125KTL فوٹو وولٹک انورٹر
یہ پروڈکٹ ایک کاسکیڈڈ H - برج ٹوپولوجی کو اپناتا ہے ، جس میں ہر H - پل آؤٹ پٹ کو ایک تیز رفتار بازیافت ڈایڈڈ (BYV29-1000 ، TRR =50 NS) کے متوازی طور پر منسلک کیا جاتا ہے تاکہ انٹر اسٹیج موجودہ تنہائی کو حاصل کیا جاسکے۔ اصل ٹیسٹ کے اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ جزوی طور پر رکاوٹ والے منظرناموں میں ، روایتی حلوں کے مقابلے میں نظام کی بجلی کی پیداوار میں 9.3 فیصد اضافہ ہوا ہے ، اور یورپ میں کارکردگی 98.8 فیصد تک پہنچ گئی ہے۔

2. سیمنز سکم اے آئی ایس گرڈ اسٹیبلائزر
اسٹیٹ کام ایپلی کیشنز میں ، ڈیوائس سلیکن کاربائڈ ڈایڈڈ ماڈیولز (C4D20120D) کا استعمال کرتے ہیں تاکہ submodule سوئچنگ کے نقصانات کو 40 ٪ تک کم کیا جاسکے۔ جرمن پاور گرڈ کی اصل پیمائش سے پتہ چلتا ہے کہ سسٹم کے ردعمل کا وقت 10ms سے 3MS تک کم کردیا گیا ہے ، اور متحرک رد عمل کی طاقت کی حمایت کی گنجائش میں تین بار اضافہ کیا گیا ہے۔