কীভাবে মডুলার শক্তি সরঞ্জাম ডায়োডের মাধ্যমে শক্তি খরচ কমাতে পারে?

一, প্রযুক্তিগত নীতি: ডায়োড বৈশিষ্ট্য এবং শক্তি দক্ষতা উন্নতির মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্ক
ডায়োডগুলির মূল শক্তি দক্ষতার সুবিধা তাদের নিম্ন ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ (Vf) এবং দ্রুত বিপরীত পুনরুদ্ধার (Trr) বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে। প্রথাগত সিলিকন রেকটিফায়ার ডায়োডগুলির ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ সাধারণত 0.6-0.7V হয়, যখন Schottky ডায়োডগুলি ধাতব সেমিকন্ডাক্টর যোগাযোগ কাঠামোর মাধ্যমে Vf-কে 0.1-0.4V-এ কমিয়ে দেয় এবং সিলিকন কার্বাইড (SiC) Schottky ডায়োডগুলি এটিকে 0.2V-এর নিচেও কমাতে পারে। 48V/20A সিস্টেমকে উদাহরণ হিসেবে নিলে, যদি Vf=0.4V সহ একটি Schottky ডায়োড ব্যবহার করা হয়, তাহলে পরিবাহী ক্ষতি হবে 8W; যদি Vf=0.7V সহ একটি সিলিকন ডায়োড ব্যবহার করা হয়, তাহলে ক্ষতি 14W এ পৌঁছায় এবং দক্ষতার পার্থক্য উল্লেখযোগ্য।

রিভার্স রিকভারি টাইম (Trr) হল উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্যুইচিং পরিস্থিতিতে একটি মূল প্যারামিটার। সাধারণ রেকটিফায়ার ডায়োডের Trr শত শত ন্যানোসেকেন্ডে পৌঁছাতে পারে, যার ফলে স্যুইচিং প্রক্রিয়া চলাকালীন রিভার্স রিকভারি কারেন্ট হয়, অতিরিক্ত ক্ষয়ক্ষতি এবং ভোল্টেজ স্পাইক ঘটায়। আল্ট্রাফাস্ট রিকভারি ডায়োডের Trr (যেমন UF4007) 35ns এর মধ্যে সংকুচিত হতে পারে এবং SiC ডায়োডগুলি শূন্যের কাছাকাছি রিভার্স রিকভারি বৈশিষ্ট্য অর্জন করতে পারে, যা সুইচিং লস 70% এর বেশি কমিয়ে দেয়।

2, ডিভাইস নির্বাচন: দৃশ্য ভিত্তিক পরামিতি ম্যাচিং কৌশল
1. বর্তমান ক্ষমতা এবং বিচক্ষণতা নিয়ন্ত্রণ
মডুলার সিস্টেমগুলিকে একক মডিউল ব্যর্থতার পরিস্থিতি মোকাবেলা করতে হবে এবং সমান্তরাল ডায়োডগুলিকে নিম্নলিখিত প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করতে হবে:

রেট করা বর্তমান অপ্রয়োজনীয়তা: একটি একক টিউবের রেট করা বর্তমানটি সিস্টেমের সর্বাধিক লোড কারেন্ট দ্বারা বিভক্ত (সমান্তরাল সংযোগের সংখ্যা x 0.8) এর চেয়ে বেশি বা সমান হওয়া উচিত। উদাহরণস্বরূপ, নতুন শক্তির গাড়ির চার্জিং মডিউলে, চারটি 30A SiC Schottky ডায়োড সমান্তরালভাবে সংযুক্ত থাকে, যা 120A-এর একটি অবিচ্ছিন্ন বর্তমান আউটপুট সমর্থন করতে পারে এবং একটি 20% নিরাপত্তা মার্জিন সংরক্ষণ করতে পারে।
ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপের সামঞ্জস্য: সমান্তরাল ডায়োডের ভিএফ বিচ্ছুরণ 5% এর কম বা সমান হওয়া উচিত। একটি নির্দিষ্ট ফোটোভোলটাইক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল ক্ষেত্রে, ± 0.05V এর Vf বিচ্যুতি সহ ডিভাইসগুলি স্ক্রীন করার মাধ্যমে, সমগ্র তাপমাত্রা পরিসরে বর্তমান বন্টন বিচ্যুতি হ্রাস করা হয়েছিল<± 3%.
2. বিপরীত বৈশিষ্ট্য এবং সুরক্ষা প্রয়োজনীয়তা
বিপরীত ভোল্টেজ মার্জিন প্রতিরোধ করুন: ডায়োড VRRM সর্বোচ্চ সিস্টেম ভোল্টেজের 1.5 গুণ বেশি বা সমান হতে হবে। একটি 1500V ফটোভোলটাইক গ্রিড সংযুক্ত সিস্টেমে, 2200V এর চেয়ে বড় বা সমান VRRM সহ ডিভাইসগুলি নির্বাচন করতে হবে।
রিভার্স লিকেজ কারেন্ট কন্ট্রোল: উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে, স্কোটকি ডায়োডের রিভার্স লিকেজ কারেন্ট দশ মিলিঅ্যাম্পে বেড়ে যেতে পারে। প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ উপকরণ (যেমন GaN) বা যৌগিক কাঠামো ব্যবহার করে (যেমন বাধা স্তর অপ্টিমাইজেশান), 125 ডিগ্রিতে লিকেজ কারেন্টকে 1 μA-এর নিচে দমন করা যেতে পারে।
3, টপোলজি ডিজাইন: অপ্রয়োজনীয়তা এবং দক্ষতার সহযোগিতামূলক অপ্টিমাইজেশন
1. সমান্তরাল বর্তমান শেয়ারিং আর্কিটেকচার
প্যাসিভ কারেন্ট শেয়ারিং স্কিম: কারেন্ট ব্যালেন্সিং 0.1-0.5 Ω কম ইন্ডাকট্যান্স কারেন্ট শেয়ারিং রেজিস্টর সিরিজে সংযুক্ত করে অর্জন করা হয়। একটি নির্দিষ্ট যোগাযোগ বেস স্টেশনের পাওয়ার সাপ্লাই ক্ষেত্রে, একটি 4-টিউব সমান্তরাল নকশা গৃহীত হয়। যখন প্রধান টিউব ব্যর্থ হয়, ব্যাকআপ শাখাটি 10 ​​μs এর মধ্যে নিতে পারে এবং বর্তমান শেয়ারিং প্রতিরোধকের শক্তি খরচ 0.5W এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়।
অ্যাক্টিভ কারেন্ট শেয়ারিং স্কিম: অ্যাক্টিভ কারেন্ট শেয়ারিং চিপ ব্যবহার করে যেমন LTC4370, গেট ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করে গতিশীল বরাদ্দ করা হয়। একটি ডেটা সেন্টার পাওয়ার সাপ্লাই ক্ষেত্রে, একটি 4-টিউব সমান্তরাল সিস্টেম লোড বর্তমান বিতরণ ত্রুটি অর্জন করেছে<± 2% through active control.
2. অপ্রয়োজনীয় বিচ্ছিন্নতা নকশা
N+1 অপ্রয়োজনীয় টপোলজি: প্রধান মডিউল এবং ব্যাকআপ মডিউল ডায়োড দ্বারা বিচ্ছিন্ন হয়। একটি নির্দিষ্ট চিকিৎসা সরঞ্জামের পাওয়ার সাপ্লাই একটি 3+1 রিডানডেন্সি ডিজাইন গ্রহণ করে, এবং ব্যাকআপ মডিউলটি ডায়োডের মাধ্যমে প্রধান সার্কিট থেকে বিচ্ছিন্ন করা হয়, একটি ফল্ট সুইচিং টাইম 50 μs এর কম।
আদর্শ ডায়োড প্রতিস্থাপন সমাধান: LTC4412-এর মতো কন্ট্রোলার ব্যবহার করে MOSFET চালাতে, শূন্য ভোল্টেজ ড্রপ আইসোলেশনের কাছাকাছি অর্জন। একটি সার্ভার পাওয়ার সাপ্লাই ক্ষেত্রে, এই সমাধানটি 0.45V থেকে 0.02V পর্যন্ত পরিবাহী ভোল্টেজ ড্রপকে কমিয়ে দেয়, যার ফলে কার্যক্ষমতা 12% বৃদ্ধি পায়।
4, ইঞ্জিনিয়ারিং অনুশীলন: সাধারণ পরিস্থিতিতে শক্তি সঞ্চয় প্রভাব
1. নতুন শক্তির যানবাহনের জন্য চার্জিং সিস্টেম
একটি ইন কার চার্জারে (OBC), Schottky ডায়োডগুলি সংশোধন এবং ফ্রিহুইলিং ফাংশন সম্পাদন করে। Vf=0.2V এর সাথে SiC Schottky ডায়োড ব্যবহার করে, একটি নির্দিষ্ট গাড়ির মডেলের চার্জিং দক্ষতা 92% থেকে 95% এ উন্নত করা হয়েছে, এবং একক চার্জিং সময় 3-5 মিনিট কমানো হয়েছে (উদাহরণ হিসাবে একটি 6.6kW চার্জার নেওয়া)। একই সময়ে, কুলিং সিস্টেমের শক্তি খরচ 30% হ্রাস পেয়েছে।

2. ফটোভোলটাইক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল
স্ট্রিং ইনভার্টারে, ডিসি সাইড কনভারজেন্স এবং এসি সাইড সংশোধনের জন্য ডায়োড ব্যবহার করা হয়। একটি নির্দিষ্ট 100kW ফটোভোলটাইক সিস্টেমের ক্ষেত্রে, SiC আল্ট্রাফাস্ট রিকভারি ডায়োডের সাথে সিলিকন ডায়োড প্রতিস্থাপন করার মাধ্যমে, বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার দক্ষতা 98.2% থেকে 98.8% বৃদ্ধি পেয়েছে এবং বার্ষিক বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রায় 480kWh বৃদ্ধি পেয়েছে।

3. ডেটা সেন্টারের জন্য অপ্রয়োজনীয় পাওয়ার সাপ্লাই
একটি 48V/100A অপ্রয়োজনীয় পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেমে, 4টি সমান্তরাল টিউব সহ একটি সক্রিয় কারেন্ট শেয়ারিং স্কিম গৃহীত হয়। PCB লেআউট অপ্টিমাইজ করে (পিন রাউটিং দৈর্ঘ্য<5mm) and heat dissipation design (heat sink area ≥ 200cm ²), the diode junction temperature was reduced from 130 ℃ to 105 ℃, and the system MTBF (mean time between failures) was doubled.