Hvernig á að vernda díóða í orkubúnaði fyrir háan hita og mikla raka?

一, Efnisval: Hentar fyrir tæki sem eru ónæm fyrir raka, hita og háum hita
1. Hagræðing umbúðaefna
Í umhverfi með háum hita og háum raka er hefðbundin epoxý plastefni umbúðir viðkvæmt fyrir aflögun eða poppáhrifum vegna íferðar vatnsgufu. Iðnaðar díóða er pakkað í sílikoni eða keramik, sem getur verulega bætt viðnám þeirra gegn raka og hita. Til dæmis, ákveðið photovoltaic inverter verkefni valdi keramik hjúpaðar Schottky díóða. Eftir samfellda notkun í 1000 klukkustundir í tvöföldu 85 prófinu (85 gráður /85% RH) var ekkert aflagunarfyrirbæri inni í pakkanum, á meðan venjuleg epoxý plastefni hjúpuð tæki sprakk eftir 500 klukkustundir.

2. Chip ferli uppfærsla
Fyrir hátt-hitaumhverfi ætti að velja flísar með litla lekastraumseiginleika. Til dæmis getur notkun kísilkarbíð (SiC) díóða dregið verulega úr öfugum lekastraumi við háan hita. Samanburðarprófanir á ákveðnu vindorkubreytiverkefni á hafi úti sýna að við móthitastig upp á 125 gráður minnkar öfugur lekastraumur SiC díóða um 80% samanborið við kísildíóða-og kerfisnýtni er bætt um 2,3%.

3. Meginreglur um útlitshönnun
Í atburðarásum með háan-hita þarf að lækka díóða í samræmi við raunverulegt vinnsluhitastig. Til dæmis, ef hlutfallsspenna tækisins er 60V, er mælt með því að velja þolspennustig sem er 100V eða hærra við 85 gráður til að tryggja öryggismörk. Ákveðið orkugeymslukerfisverkefni minnkaði bilanatíðni tækisins úr 5% í 0,3% með því að auka spennuþol díóða úr 60V í 100V.

2, Byggingarhönnun: Varmastjórnun og einangrunarvernd
1. Styrkja hitaleiðni uppbyggingu
Koparþynnustækkun: Í PCB skipulagi, auka koparþynnusvæðið auka hitaleiðni. Ákveðið ljósstýringarverkefni stækkaði koparþynnusvæðið undir díóðunni úr 10 mm ² í 50 mm ² og minnkaði hitastig mótanna um 15 gráður.
Innbyggður hitavaskur: Pakkar með mikilli hitaleiðni eins og DFN og TO-220 eru notaðir í tengslum við hitavaska. Til dæmis, tiltekið iðnaðar UPS verkefni notar TO-220 pakkaðar díóða og setur upp hitakökur úr áli til að stjórna tengihitastigi innan 120 gráður meðan á fullu hleðslu stendur.
Notkun hitapúða: Að fylla hitauppstreymi eða hitapúða á milli díóða og hitauppsláttar getur dregið úr hitauppstreymi við snertingu. Prófanir hafa sýnt að með því að nota 0,5 mm þykkan sílikon hitapúða getur það dregið úr hitauppstreymi úr 2 gráður /W í 0,8 gráður /W.
2. Rafeinangrunarhönnun
Samhliða tenging straumdeilingarviðnáms: Þegar margar díóðar eru tengdar samhliða ætti að tengja lágviðnám straumsamskiptaviðnám (svo sem 0,1 Ω) í röð við hverja díóða til að forðast ójafna straumdreifingu vegna mismunar á framspennufalli. Ákveðið orkugeymslurafhlaða jafnvægisrásarverkefni hefur dregið úr núverandi fráviki samhliða díóða úr 30% í innan við 5% með þessari hönnun.
Bakvarnardíóða: Með því að tengja öfugdíóða samhliða í báða enda aðaldíóðunnar getur það komið í veg fyrir að aðaldíóðan bili þegar bakspennan er of há. Til dæmis, ákveðið verkefni fyrir rafhleðslueiningar samþykkir þetta kerfi, sem styttir viðbragðstíma öfugspennuverndar í 10ns.
3, Umhverfiseftirlit: Einangrun örumhverfis og hagræðingu loftræstingar
1. Aukning verndarstigs
IP verndarstaðall: Veldu búnað með IP65 (ryk- og vatnsheldur) eða IP67 (vatnsheldur) einkunn miðað við umhverfisraka. Ákveðið offshore borpallur verkefni notar IP67 hlífðar díóðaeiningar, sem hafa ekki orðið fyrir tæringu eftir samfellda notkun í saltúðaumhverfi í 3 ár.
Samþætting stjórnskápa: Settu díóðaeininguna í lokaðan stjórnskáp og settu upp loftkælingu eða varmaskipti til að stjórna hitastigi og rakastigi. Til dæmis, UPS verkefni í gagnaveri notar stjórnskáp til að halda innra hitastigi undir 40 gráðum og raka innan 50% RH og lengja þar með líftíma díóða um 40%.
2. Hagræðing loftræstikerfis
Þvinguð loftkæling hönnun: Í orkufrekum forritum eru viftur notaðar fyrir þvingaða loftræstingu. Ákveðið photovoltaic inverter verkefni fínstillti loftrásarhönnunina til að auka loftflæðishraðann í kringum díóðuna í 3m/s og minnka hitastig mótanna um 20 gráður.
Aukning náttúrulegs hitakerfis: Í litlum-aflssviðum getur aukið bil eða hallahorn ugganna á hitaupptökunni aukið skilvirkni náttúrulegrar loftræstingar. Prófanir hafa sýnt að aukið bil milli ugga úr 2 mm í 5 mm bætir skilvirkni hitaleiðni um 15%.
4, Vöktun og vernd: Rauntímaviðbrögð og virk íhlutun
1. Hitastigseftirlitskerfi
Thermistor sameining: Settu upp NTC hitara nálægt díóðunni til að fylgjast með hitastigi tengisins í rauntíma-. Ákveðið verkefni fyrir rafhlöðustjórnunarkerfi fyrir orkugeymslu, í gegnum þetta kerfi, kveikir sjálfkrafa á straumtakmarkandi vernd þegar hitastig mótanna fer yfir 125 gráður til að forðast hitauppstreymi.
Innrauða hitamælingartækni: Notkun innrauðra skynjara til að fylgjast með yfirborðshita díóða án-snertingar. Til dæmis, vindorkuinverter verkefni nær nákvæmri stjórn á tengihitaskekkju ± 2 gráður með innrauðri hitamælingu.
2. Ofhleðsluvörn
Transient Voltage Suppressor (TVS): TVS díóða er samhliða tengd við inntak díóðunnar til að bæla niður eldingar eða skipta um yfirspennu. Ákveðið photovoltaic array verkefni hefur bætt yfirspennuþolsgetu sína úr 1kV í 6kV með þessari hönnun.
Hugbúnaðarstraumtakmarkandi reiknirit: Í stafrænum stýrikerfum er díóðustraumurinn stilltur á virkan hátt með reikniritum. Til dæmis, tiltekið rafhleðslustöð verkefni samþykkir PID straumtakmarkandi stjórn til að stytta ofhleðsluviðbragðstímann í 50ms.
5, Dæmi: Verndaraðferðir á vindorkubreytum á hafi úti
Ákveðið vindorkuverkefni á hafi úti er staðsett í suðrænum sjó með umhverfishita upp á 45 gráður og rakastig upp á 90% RH. Upprunalega hönnunin notaði venjulegar sílikon-díóða og bilanatíðni eftir eins árs notkun var allt að 12%. Umbótaáætlunin felur í sér:

Uppfærsla tækis: skipt út fyrir SiC díóða, hitastigsviðnám hækkað í 175 gráður;
Aukning hitaleiðni: Með því að samþykkja DFN umbúðir og setja upp koparhitaskápa er hitastig mótanna lækkað úr 150 gráður í 110 gráður;
Umhverfiseinangrun: Settu díóðaeininguna í IP67 varið stjórnskáp og settu upp rakabúnað;
Vöktun og vernd: Innbyggt hitastig og TVS díóða til að ná fram tvöfaldri vernd á hitastigi og spennu.
Eftir endurbætur hefur kerfið verið í gangi samfellt í 3 ár án díóðabilunar, með 8% aukningu á árlegri orkuframleiðslu og 60% lækkun á viðhaldskostnaði.