Hvernig virka díóður í orkuendurgjöf kerfi?

一, Tæknilegir eiginleikar díóða: eðlisfræðilegur grunnur fyrir endurgjöf orku
Díóða er PN tengibygging sem myndast af P-gerð hálfleiðara og N-gerð hálfleiðara, og helstu eiginleikar hennar eru:

Einátta leiðni: Leiðir þegar það er forspennt (með leiðnispennu sem er um það bil 0,6-0,7V fyrir sílikon smára og 0,2-0,5V fyrir Schottky díóða), og slokknar þegar það er snúið afturábak (með aðeins míkróamper stigi bakstraumur til staðar).
Hröð skiptimöguleiki: Öfug batatími Schottky díóða er nálægt núlli og hægt er að stytta öfuga endurheimt kísilkarbíð díóða (SiC) í minna en 10 nanósekúndur.
Eiginleikar spennu og straumviðnáms: Díóða í iðnaðarflokki þola þúsundir volta og hafa skammvinn straumviðnám sem er yfir hundruð ampera.
Þessir eiginleikar gera því kleift að framkvæma þrjár kjarnaaðgerðir í orkuviðmiðunarkerfum:

Leiðrétting: Upphafsferlið við að breyta riðstraumi í jafnstraum til að ná fram endurgjöf orku;
Stöðugur straumur: Í mótordrif eða inverter hringrásum, veitir það straumleið fyrir inductive loads til að koma í veg fyrir spennu toppa;
Vörn: Einangraðu öfuga spennu til að koma í veg fyrir áhrif á búnað aflhliðar meðan á orkuendurgjöf stendur.
2, Dæmigert notkunarsvið: frá nýjum orkutækjum til orkugeymslu í iðnaði
1. Nýtt orkuendurheimtunarkerfi fyrir bremsukerfi fyrir ökutæki
Meðan á hemlunarferli rafknúinna ökutækja stendur skiptir hjólnafsmótorinn úr akstursstillingu yfir í vinnslustillingu og framleiðir þriggja-rafstraum. Á þessum tímapunkti breytir díóða afriðlarbrúin (venjulega samsett úr 6 díóðum) straumafl í jafnstraumsafl, sem síðan er aukið með inverter og hlaðið inn í rafhlöðuna. Vinnulögfræðin er sem hér segir:

Energy management strategy: The brake controller dynamically adjusts the recovery intensity based on the battery SOC (remaining charge). When SOC>80%, hætta við endurheimt orku; Þegar SOC<70%, full power recovery occurs.
Kröfur um val á díóða: Notaðu Schottky díóða eða SiC díóða með lágu framspennufalli til að draga úr leiðnartapi. Til dæmis, eftir notkun SiC Schottky díóða í ákveðinni bílgerð, jókst skilvirkni hemlunar um 3% og drægni jókst um 5 kílómetra.
Hitastjórnunarhönnun: Við miklar straumskilyrði ætti díóðaumbúðirnar að samþykkja lágt hitauppstreymi TO-247 eða DFN8 × 8 uppbyggingu, ásamt fljótandi kælikerfi til að tryggja mótshitastig sem er minna en eða jafnt og 150 gráður.
2. Orkuendurgjöfseining fyrir iðnaðartíðnibreyta
Í hraðaminnkun búnaðar eins og lyfta og krana er mótorinn í framleiðsluástandi og raforkan sem myndast er færð aftur til DC strætóþéttisins í gegnum díóða afriðunarbrú. Ef það er umframorka er IGBT og díóða samsetningin í IPM (Intelligent Power Module) notuð til að snúa jafnstraumsafli í straumafl og senda það aftur til netsins. Tæknilegir hápunktar þess eru meðal annars:

Skilvirk leiðrétting: með því að nota hraðbata díóða (FRD) eða SiC díóða styttist öfugur endurheimtartími í 1/10 af hefðbundnum kísilrörum og rofatapið minnkar um 70%.
Stýring netsamstillingar: Með því að nota fasa-læst lykkjutækni (PLL) eru endurgjafastraumurinn og netspennan samstillt í tíðni og fasa, með aflstuðul sem er stærri en eða jafn og 0,99.
Verndarbúnaður: TVS (tímabundin spennubæling) díóða klemmir spennustoppa til að koma í veg fyrir skemmdir á búnaði af völdum eldinga eða ofspennu.
3. Tvíátta breytir fyrir orkugeymslurafstöð
Í atburðarás hámarksraksturs rafmagnsnetsins, nær orkugeymslukerfið að skipta um hleðsluútskrift með tvíátta DC/DC breytum. Díóðan gegnir tvíþættu hlutverki í þessu ferli:

Hleðslustilling: Sem afriðlarhlutur breytir hann straumafli í jafnstraumsafl og geymir það í rafhlöðunni;
Afhleðsluhamur: Sem fríhjóladíóða veitir hún straumleið fyrir inverter hringrásina til að tryggja slétt orkuframleiðsla.
Með því að taka 20 feta orkugeymslukerfi í gámum sem dæmi, þá notar BMS (rafhlöðustjórnunarkerfi) 1600-1800 TVS og Schottky díóða fyrir rafhlöðujafnvægi, yfirspennuvörn og öfugtengingu. Eftir að hafa tekið upp Trench Schottky díóða jókst skilvirkni kerfisins um 0,4% og árlegur orkusparnaður eins kassa fór yfir 1000 kWh.