متوازی ڈایڈس کے ذریعہ موجودہ لے جانے کی صلاحیت کو کیسے بہتر بنایا جائے؟

一 ، متوازی ٹکنالوجی کی جسمانی بنیاد اور فوائد
ڈایڈڈ متوازی کنکشن کا بنیادی اصول موجودہ موڑ کے طریقہ کار پر مبنی ہے۔ نظریہ میں ، جب ایک جیسے پیرامیٹرز کے ساتھ ن ڈایڈس متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں تو ، موجودہ لے جانے کی کل صلاحیت کو کسی ایک ڈیوائس سے N گنا بڑھایا جاسکتا ہے۔ مثال کے طور پر ، 50a ریکٹفایر سرکٹ میں ، متوازی نظریاتی طور پر تین Mur2020 (ریٹیڈ کرنٹ 20A) کا استعمال کرتے ہوئے ، 60A کی موجودہ پروسیسنگ کی صلاحیت حاصل کرسکتا ہے۔ اس توسیع کے طریقہ کار کے اہم فوائد ہیں:

لاگت کی اصلاح: ایک ہی اعلی موجودہ آلہ کے استعمال کے مقابلے میں ، متوازی اسکیم معیاری آلات کو ملا کر اخراجات کو کم کرسکتی ہے۔ مثال کے طور پر ، ایک مخصوص فوٹو وولٹک انورٹر پروجیکٹ ایک واحد 12A ڈیوائس کو تبدیل کرنے کے لئے چار ایس ایس 34 سکاٹکی ڈایڈس (ریٹیڈ کرنٹ 3 اے) کے متوازی کرکے اخراجات کو 40 ٪ تک کم کرتا ہے۔
بے کار ڈیزائن: متوازی ڈھانچے قدرتی طور پر غلطی رواداری رکھتے ہیں۔ جب کوئی ڈایڈڈ ناکام ہوجاتا ہے تو ، باقی اجزاء اب بھی جزوی فعالیت کو برقرار رکھ سکتے ہیں ، جس سے نظام کی وشوسنییتا میں نمایاں بہتری آسکتی ہے۔ کسی خاص ڈیٹا سینٹر میں UPS بجلی کی فراہمی کے لئے متوازی کنکشن اسکیم کو اپنانے کے بعد ، ایم ٹی بی ایف (جس کا مطلب ناکامی کے درمیان وقت) کو بڑھایا گیا ہے۔
آسان گرمی کی کھپت: موجودہ متعدد آلات میں منتشر ہوتا ہے ، جس سے سنگل پوائنٹ گرمی کی کثافت کو کم کیا جاتا ہے ، جو گرمی کی کھپت کے ڈیزائن کو آسان بنانے کے لئے فائدہ مند ہے۔ ایک مخصوص الیکٹرک گاڑی چارجنگ ماڈیول میں ، متوازی اسکیم گرمی کے سنک کے علاقے کو 30 ٪ کم کرتی ہے اور 45 ڈگری کے اندر درجہ حرارت میں اضافے کو کنٹرول کرتی ہے۔
2 ، متوازی ڈیزائن کے بنیادی چیلنجز اور ناکامی کے طریقہ کار
اگرچہ متوازی ٹکنالوجی کے نمایاں فوائد ہیں ، لیکن عملی انجینئرنگ کی ایپلی کیشنز میں دو بنیادی امور پر توجہ دینے کی ضرورت ہے۔

موجودہ ڈسٹری بیوشن: مینوفیکچرنگ کے عمل کی انحراف کی وجہ سے ، اسی ماڈل کے ڈایڈس کے لئے بھی فارورڈ وولٹیج ڈراپ (V_F) میں 0.1V سے زیادہ کا فرق ہے۔ کم VF والے آلات ترجیحی طور پر چلائیں گے اور زیادہ موجودہ برداشت کریں گے ، جس کی وجہ سے مقامی حد سے زیادہ گرمی پیدا ہوگی۔ ایک فوٹو وولٹک سٹرنگ مانیٹرنگ سسٹم ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ 0.15V کے VF فرق کے ساتھ متوازی ڈایڈس 3: 1 کی موجودہ تقسیم کا تناسب حاصل کرسکتا ہے ، اور اعلی بوجھ آلات کا درجہ حرارت میں اضافہ اوسط قیمت سے 25 ڈگری زیادہ ہے۔
تھرمل بھاگنے کا خطرہ: ناہموار موجودہ مقامی حد سے زیادہ گرمی کا سبب بن سکتا ہے ، جس سے ڈیوائس VF کو مزید کم کیا جاسکتا ہے اور ایک مثبت آراء لوپ تشکیل دے سکتا ہے۔ ایک خاص صنعتی بجلی کی فراہمی کے معاملے میں ، موجودہ شیئرنگ اقدامات کے بغیر ایک متوازی اسکیم کے نتیجے میں پورے ماڈیول کی ناکامی کا نتیجہ ہے جس کی وجہ سے 2 گھنٹے کے پورے بوجھ آپریشن کے بعد ڈایڈڈ کو زیادہ گرمی اور جلایا جاتا ہے۔
3 ، صنعت کی توثیق کے لئے اصلاح کی حکمت عملی اور انجینئرنگ کے طریق کار
مذکورہ بالا مسائل کو حل کرنے کے لئے ، صنعت نے پختہ اصلاح کے حل تیار کیے ہیں جو تین سطحوں کا احاطہ کرتے ہیں: ڈیوائس کا انتخاب ، سرکٹ ڈیزائن ، اور تھرمل مینجمنٹ

1. آلہ کا انتخاب اور مماثل
ایک ہی بیچ اسکریننگ: VF اور ریورس ریکوری ٹائم (T_RR) جیسے پیرامیٹرز میں اعلی مستقل مزاجی کو یقینی بنانے کے لئے ایک ہی پروڈکشن بیچ اور ویفر کاٹنے سے آلات کے انتخاب کو ترجیح دی جانی چاہئے۔ ایک مخصوص فوٹو وولٹک انورٹر مینوفیکچرر نے ± 0.05V کے اندر VF بازی کو سختی سے اسکریننگ اور کنٹرول کیا ہے۔
سکاٹکی ڈایڈڈ ترجیح: عام پی این جنکشن ڈایڈس کے مقابلے میں ، اسکاٹکی ڈایڈس میں کم VF (0.3-0.6V) اور بہتر پیرامیٹر مستقل مزاجی ہوتی ہے۔ کم وولٹیج اور اعلی موجودہ منظرناموں (جیسے 12V/20A چارجنگ ماڈیولز) میں ، سکاٹکی متوازی اسکیم عام ڈایڈس کے مقابلے میں موجودہ شیئرنگ کے اثر کو 50 ٪ سے زیادہ کی بہتر بناتی ہے۔
ملٹی چپ پیکیجنگ ڈیوائسز: ملٹی چپ پیکیجنگ کا استعمال کرتے ہوئے جو پہلے ہی متوازی مماثلت کو اندرونی طور پر مکمل کرچکا ہے (جیسے ڈبل اسکاٹکی پیکیجنگ) ، بیرونی سرکٹ ڈیزائن کو آسان بنا سکتا ہے۔ مواصلات کے ایک مخصوص منصوبے میں اس طرح کے آلات کو اپنانے کے بعد ، پی سی بی کے علاقے میں 40 ٪ کمی واقع ہوئی اور اسمبلی کی کارکردگی میں 30 فیصد اضافہ ہوا۔
2. سرکٹ ڈیزائن کی اصلاح
موجودہ شیئرنگ ریزسٹر ڈیزائن: ریزٹر وولٹیج ڈراپ کے ذریعے موجودہ توازن کو حاصل کرنے کے لئے ہر ڈایڈڈ کے ساتھ سیریز میں چھوٹے مزاحمتی مزاحم (عام طور پر 0.1-0.5 ω) کو مربوط کریں۔ جتنا بڑا موجودہ ، مزاحمتی قیمت کو کم کرنے کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر ، 100A متوازی سرکٹ میں ، 0.1 ω موجودہ شیئرنگ ریزسٹر کا انتخاب موجودہ تقسیم کے انحراف کو ± 5 ٪ کے اندر کنٹرول کرسکتا ہے۔
فعال موجودہ شیئرنگ ٹکنالوجی: اعلی - صحت سے متعلق مطالبہ کے منظرناموں کے لئے ، متوازی MOSFETS کا استعمال کرتے ہوئے ایک متحرک موجودہ شیئرنگ اسکیم کو اپنایا جاسکتا ہے۔ ہر شاخ کے موجودہ کا پتہ لگانے اور اصلی - وقت میں مزاحمت پر MOSFET کو ایڈجسٹ کرکے ، عین مطابق موجودہ شیئرنگ حاصل کی جاسکتی ہے۔ اس اسکیم کو اپنانے کے بعد ، ایک مخصوص سرور بجلی کی فراہمی کی موجودہ شیئرنگ کی درستگی کو ± 2 ٪ تک بہتر بنایا گیا ، اور کارکردگی میں کمی کو کم کرکے 0.5 فیصد سے کم کردیا گیا۔
لے آؤٹ اور وائرنگ کی اصلاح: متوازی آلات کی سڈول ترتیب کو یقینی بنائیں ، موجودہ راستوں کو مختصر کریں ، اور پرجیوی اشارے کے اختلافات کو کم کریں۔ ایک مخصوص الیکٹرک گاڑی چارجنگ اسٹیشن کے لئے ڈیزائن کی وضاحتیں یہ ضروری ہیں کہ متوازی ڈایڈڈ پنوں کی لمبائی کا فرق 0.5 ملی میٹر سے زیادہ نہیں ہونا چاہئے تاکہ اعلی - تعدد سوئچنگ کے تحت وولٹیج کی گھنٹی بجا ہو۔
3. تھرمل مینجمنٹ کو مضبوط بنائیں
گرمی کی کھپت کے ڈھانچے کی اصلاح: یکساں حرارت کی پلیٹوں اور تھرمل کوندکٹو سلیکون چکنائی جیسے مواد کو تھرمل چالکتا کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ ایک مخصوص فوٹو وولٹک انورٹر متوازی ڈایڈس کے تحت گرمی کی تقسیم کی پلیٹ بچھا کر 20 ڈگری درجہ حرارت میں اضافے کی یکسانیت کو بہتر بناتا ہے۔
تھرمل تخروپن اور توثیق: گرمی کے سنک اور مداحوں کی رفتار کے سائز کو بہتر بنانے کے لئے اے این ایس وائی آئسپک جیسے ٹولز کا استعمال کرتے ہوئے تھرمل تخروپن کا انعقاد کریں۔ آئی ای سی 60068-2-1 تھرمل شاک ٹیسٹنگ کے معیار کو پورا کرتے ہوئے ، ایک مخصوص صنعتی بجلی کے منصوبے نے تخروپن کے ذریعے گرمی کی کھپت کے اخراجات میں 15 فیصد کمی کردی۔
ریئل ٹائم درجہ حرارت کی نگرانی: کلیدی اجزاء کی سطح پر این ٹی سی تھرمسٹر انسٹال کریں ، ایم سی یو کے ساتھ مل کر زیادہ گرمی کے تحفظ کو حاصل کریں۔ ایک ڈیٹا سینٹر UPS بجلی کی فراہمی نے اس حل کے ذریعہ غلطی کے ردعمل کے وقت کو 10m سے بھی کم کردیا ہے۔
4 ، عام اطلاق کے منظرنامے اور فوائد کا تجزیہ
1. فوٹو وولٹک انورٹر کی ثانوی اصلاح
سٹرنگ انورٹر میں ، ثانوی اصلاح کو 10-30A موجودہ کو سنبھالنے کی ضرورت ہے۔ متوازی اسکاٹکی ڈایڈڈ اسکیم کو اپنانے کے بعد:

کارکردگی میں بہتری: ترسیل کے نقصان کو 11W (عام فاسٹ ریکوری ٹیوب) سے 5W (سکاٹکی ٹیوب) سے کم کردیا گیا ہے ، جس کے نتیجے میں کارکردگی میں 6 فیصد پوائنٹ کا اضافہ ہوا ہے۔
وشوسنییتا میں اضافہ: ایم ٹی بی ایف 150000 گھنٹوں سے بڑھ کر 250000 گھنٹوں تک بڑھ گیا ہے ، اور سالانہ ناکامی کی شرح میں 60 فیصد کمی واقع ہوئی ہے۔
لاگت کی اصلاح: ایک انورٹر کے لئے BOM لاگت میں کمی
8. حساب کتاب 100000 یونٹوں کی سالانہ پیداوار کی بنیاد پر ، سالانہ لاگت کی بچت حاصل کی جاتی ہے
800000.
2. الیکٹرک وہیکل چارجنگ ماڈیول
7 کلو واٹ اے سی چارجنگ اسٹیشن میں ، پی ایف سی بوسٹ اسٹیج اور آؤٹ پٹ ریکٹفایر مرحلے دونوں کے لئے متوازی ڈایڈس کی ضرورت ہوتی ہے:

بجلی کی کثافت میں بہتری: سلیکن کاربائڈ سکاٹکی ڈایڈس کے متوازی کرکے ، بجلی کی کثافت 0.5 کلو واٹ/ایل سے بڑھ کر 0.8 کلو واٹ/ایل ہے ، اور حجم میں 37.5 فیصد کمی واقع ہوئی ہے۔
ای ایم سی کی کارکردگی میں بہتری: ریورس وصولی کا وقت 50ns (الٹرا فاسٹ ریکوری ٹیوب) سے 0Ns (سکاٹکی ٹیوب) سے کم ہوا ، EMI شور کو 10dB سے کم کیا گیا۔
پوری زندگی کی لاگت میں کمی: اگرچہ کسی ایک آلہ کی لاگت میں 20 ٪ اضافہ ہوتا ہے ، لیکن نظام کی کارکردگی میں بہتری اور گرمی کی کھپت کے اخراجات میں کمی کے نتیجے میں ملکیت کی 5 سالہ کل لاگت (ٹی سی او) میں 15 فیصد کمی واقع ہوتی ہے۔
3. صنعتی بجلی کی فراہمی کی اعلی تعدد اصلاح
48V/100A مواصلات بجلی کی فراہمی میں ، متوازی الٹرااسٹ ریکوری ڈایڈڈ اسکیم کو اپنایا گیا ہے:

سوئچنگ کے نقصانات میں کمی: T - RR 300Ns سے کم ہوکر 50ns سے گھٹ گیا ، جس سے سوئچنگ کے نقصانات کو 80 ٪ تک کم کیا گیا اور کارکردگی میں 92 ٪ سے 95 ٪ تک اضافہ ہوا۔
آؤٹ پٹ رپل دبانے: ریورس وصولی موجودہ چوٹی 5A سے کم ہوکر 1A سے کم ہو جاتی ہے ، اور آؤٹ پٹ رپل وولٹیج 200MV سے کم ہوکر 50mV سے کم ہوجاتی ہے۔
بہتر سرٹیفیکیشن پاس ریٹ: آئی ای سی 61000-4-5 کی اضافے کی جانچ کی ضروریات کو پورا کرتا ہے ، اور مصنوعات کی پہلی پاس کی شرح 70 ٪ سے بڑھ کر 95 ٪ ہوگئی ہے۔