Hver er verndarvirkni díóða í samhliða rafhlöðupökkum af örnetum?

一, Tæknileg meginregla: Að smíða hlífðarhindrun með leiðni í einstefnu
Kjarnaeinkenni díóða er einstefnuleiðni hennar - hún leyfir aðeins straumi að flæða frá rafskautinu að bakskautinu og sýnir mikla viðnámsstöðu þegar snúið er við. Þessum eiginleika er hægt að breyta í tvöfaldan verndarbúnað í samhliða samhliða rafhlöðupökkum:

1. Bakstraumslokun: kemur í veg fyrir bakflæði orku
Þegar útibú í samhliða rafhlöðupakka verður fyrir spennufalli vegna bilunar (svo sem skammhlaups í rafhlöðu) eða ófullnægjandi lýsingar, getur straumur frá öðrum venjulegum greinum flætt aftur inn í gallaða grein í gegnum lágviðnámsbraut og myndað "orkubakflæði". Á þessum tímapunkti munu díóðurnar sem eru tengdar samhliða í báðum endum gallaða greinarinnar skera af vegna öfugs hlutdrægni, sem hindrar straumflæðið. Til dæmis, í samhliða ljósafrumukerfi, ef ákveðin fruma er læst og úttaksspennan minnkar, mun framhjáhlaupsdíóðan sem er tengd samhliða samstundis leiða,-skemma gallaða greinina og koma í veg fyrir að venjuleg fruma veiti afl til gallaða klefans í öfugri átt, og kemur þar með í veg fyrir staðbundna ofhitnun af völdum heitpunktaáhrifa.

2. Spennuklemma: stöðugleika kerfisspennu
Framspennufall díóða (um 0,6V fyrir sílikondíóða og um 0,4V fyrir Schottky díóða) er hægt að nota sem náttúrulega spennuviðmiðunarpunkt. Í samhliða rafhlöðupakka er hægt að smíða flokkaða spennuklemmurás með því að tengja margar díóða í röð. Til dæmis notar microgrid verkefni þrjár sílikon díóða í röð til að mynda fast spennufall upp á 1,8V. Þegar spenna ákveðinnar greinar fer yfir þetta gildi, leiðir díóðan og losar umframspennuna til jarðar og verndar þannig bakendaálagið fyrir ofspennuáhrifum.

2, Umsóknaratburðarás: Nær yfir allar kröfur um líftímavernd
Verndaraðgerð díóða gengur í gegnum skipulags-, reksturs- og viðhaldsstig samhliða rafhlöðupakka, með sérstökum notkunaratburðum þar á meðal:

1. Pólunarvörn: kemur í veg fyrir villur í uppsetningu
Þegar rafhlöðupakkinn er upphaflega tengdur við örnetið getur stjórnandinn óvart valdið því að jákvæðum og neikvæðum pólum snúist við. Á þessum tímapunkti mun díóðan (eins og 1N4007) sem er tengd í röð við aflinntaksenda slokkna vegna öfugsnúinnar hlutdrægni, hindra straumflæði og koma í veg fyrir skemmdir á rafhlöðupakkanum eða bakendatækjum af völdum öfugstraums. Dreifð raforkuframleiðsla verkefni notaði Schottky díóða (spennufall upp á 0,3V) sem öfuga verndaríhluti, sem tókst að stöðva mörg öfug tengislys á sama tíma og það tryggði lítið tap.

2. Tímabundin spennubæling: Að takast á við inductive álagsbakslag
Þegar samhliða rafhlöðupakkar knýja innleiðandi álag eins og mótora og liða, myndast öfugur rafkraftur upp á hundruð eða jafnvel þúsundir volta þegar slökkt er á álaginu. Á þessum tímapunkti munu fríhjóladíóðurnar (eins og hraðbata díóðurnar) sem eru tengdar samhliða á báðum endum hleðslunnar fljótt leiða, veita útskriftarleið fyrir öfugan straum og koma í veg fyrir að há-spennu toppar brjótast í gegnum rofarörið eða rafhlöðupakkann. Ákveðið rafhleðslustöð verkefni notar SiC díóða sem frjálsa íhluti, með öfugan endurheimtartíma sem er aðeins 20ns, sem dregur í raun niður spennuhækkun við ræsingu mótorsins.

3. Mótvægi aflmissamræmis: hámarka samhliða skilvirkni
Í samhliða rafhlöðupakka, ef afköst greinarrafhlöðu versnar (svo sem minnkuð afköst eða aukin innri viðnám), verður úttaksspenna hennar lægri en aðrar greinar, sem leiðir til ójafnrar straumdreifingar. Á þessum tímapunkti getur lokunardíóðan sem er tengd í röð við útibúsinngang komið í veg fyrir að lágspennugreinin verði að „orkusvartholi“. Til dæmis, í ákveðnu photovoltaic microgrid verkefni, eru blokkandi díóðir tengdir í röð fyrir hverja samhliða grein. Þegar spenna greinar er lægri en kerfismeðaltalið er slökkt á díóðunni til að koma í veg fyrir að venjuleg grein veiti afl öfugt við gallaða grein og dregur þannig úr aflmissi úr 75% í innan við 10%.

3, Hagræðingarstefna: Jafnvægi á frammistöðu og kostnaði
Þrátt fyrir að díóðavörnin sé umtalsverð þarf enn að fínstilla spennufall hennar, orkunotkun og samhliða straumdeilingu. Eftirfarandi aðferðir geta aukið skilvirkni verndar:

1. Fínstilling á vali: Samsvörun forritasviðsmynda
Lágt spennufall: Notaðu Schottky díóða (spennufall 0,4V) eða kísilkarbíðdíóða (spennufall 0,2V) til að draga úr orkunotkun. Til dæmis, í 48V rafhlöðupakka, getur notkun Schottky díóða minnkað spennufallið úr 0,7V í 0,4V og aukið skilvirkni um 0,6%.
Hátíðnisviðsmynd: Notaðu hraða bata díóða (öfugur batitími 20-200ns) til að forðast skiptatap. Eftir að hafa tekið upp hraðbata díóða í ákveðnu skiptiaflgjafaverkefni minnkaði öfuga bata tapið um 40%.
Hástraumssviðsmynd: Með því að nota kísilkarbíðdíóða geta eiginleikar jákvæðir hitastuðull þeirra náð náttúrulegri straumskiptingu. Eftir samhliða tengingu margra kísilkarbíðdíóða í háspennujafnstraumsflutningsverkefni minnkaði straumdeilingarvillan úr 15% í 5%.
2. Topology Innovation: Composite Protection Scheme
TVS díóða+venjuleg díóða: Í eldingarvarnarsviðum gleypa samhliða skammtímabælingadíóða (TVS) skammtímaháspennu og venjulegir díóðir í röð hindra stöðugan öfugan straum. Eftir að hafa tekið upp þetta kerfi í ákveðnu samskiptagrunnstöðvaverkefni, lækkaði eldingatjónahlutfallið úr 5% í 0,2%.
Greindur díóðaeining: samþættir díóða og MOSFET til að ná fram kraftmikilli vernd með stjórnmerkjum. Eftir að hafa tekið upp greindar díóðaeiningar í ákveðnu orkugeymslukerfisverkefni hefur viðbragðstíminn verið styttur úr míkrósekúndum í nanósekúndur og verndarvirkni hefur verið bætt um 90%.
3. Hitastjórnun: forðastu hitauppstreymi
Orkunotkun díóðunnar (P=IV) getur valdið staðbundinni ofhitnun og þarf að fínstilla hana með hitaleiðnihönnun. Til dæmis, þegar margar díóðar eru tengdar samhliða, er algeng hitauppsláttarhönnun notuð til að tryggja hitajafnvægi. UPS verkefni í gagnaveri fínstillti hitaleiðni, minnkaði hitastig díóðamótanna úr 150 gráðum í 120 gráður og lengdi líftíma þess um þrisvar.