উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি ইনভার্টারে দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড ব্যবহার করার সুবিধাগুলি কী কী?

一, প্রযুক্তিগত নীতি: বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় এবং উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি অভিযোজনের জন্য নিম্ন স্তরের যুক্তি
দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োডগুলির মূল সুবিধা তাদের অনন্য শারীরিক গঠন এবং প্রক্রিয়া নকশার মধ্যে রয়েছে। প্রথাগত PN জংশন ডায়োডের বিপরীতে, FRD একটি PIN জংশন কাঠামো গ্রহণ করে, যা P-টাইপ এবং N{2}}টাইপ সিলিকন উপাদানের মধ্যে একটি পাতলা বেস অঞ্চল (I স্তর) প্রবর্তন করে, উল্লেখযোগ্যভাবে বিপরীত পুনরুদ্ধার চার্জ (Qrr) হ্রাস করে। এর বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় (TRR) সাধারণত দশ ন্যানোসেকেন্ড এবং শত শত ন্যানোসেকেন্ডের মধ্যে থাকে এবং অতি দ্রুত পুনরুদ্ধারের ধরন এমনকি 10 ন্যানোসেকেন্ডেরও কম হতে পারে। এই বৈশিষ্ট্যটি এটিকে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্যুইচিং সার্কিটে কন্ডাকশন এবং কাটঅফ অবস্থার মধ্যে দ্রুত স্যুইচ করতে সক্ষম করে, ভোল্টেজ স্পাইক এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ (ইএমআই) এড়িয়ে দীর্ঘ রিভার্স রিকভারি সময়ের কারণে ঐতিহ্যবাহী ডায়োডের কারণে।

উদাহরণ স্বরূপ, একটি উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি ইনভার্টারের বুস্ট বুস্ট সার্কিটে, FRD একটি ফ্রিহুইলিং ডায়োড হিসেবে কাজ করে, যা IGBT বা MOSFET বন্ধ থাকা মুহুর্তে রিভার্স কারেন্টকে দ্রুত কেটে দিতে পারে, যা সুইচিং টিউবে প্রতিক্রিয়া থেকে শক্তিকে বাধা দেয়, যার ফলে স্যুইচিং সিস্টেমের ক্ষতি এবং অক্ষমতা হ্রাস করে৷ পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে FRD ব্যবহার করে বুস্ট সার্কিটের কার্যকারিতা সাধারণ ডায়োডের তুলনায় 3% -5% বৃদ্ধি পেয়েছে৷ একটি 100 কিলোওয়াট উইন্ড ইনভার্টারে, বার্ষিক শক্তি সঞ্চয় হাজার হাজার কিলোওয়াট ঘণ্টায় পৌঁছাতে পারে৷

2, পারফরম্যান্স সুবিধা: উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি ইনভার্টারগুলির জন্য দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতার দ্বৈত গ্যারান্টি
1. রূপান্তর দক্ষতা উন্নত করতে কম সুইচিং ক্ষতি
উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ইনভার্টারগুলি সাধারণত 20kHz-এর উপরে সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি সহ PWM (পালস প্রস্থ মডুলেশন) প্রযুক্তির মাধ্যমে DC থেকে AC রূপান্তর অর্জন করে। এই পরিস্থিতিতে, ডায়োডের বিপরীত পুনরুদ্ধার ক্ষতি কার্যকারিতা সীমাবদ্ধ করার মূল কারণ হয়ে ওঠে। FRD-এর নিম্ন TRR বৈশিষ্ট্য সুইচিং প্রক্রিয়া চলাকালীন শক্তির ক্ষতি উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারে। একটি 500kW ফটোভোলটাইক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল উদাহরণ হিসাবে নিলে, FRD এর সাথে সাধারণ ডায়োডগুলি প্রতিস্থাপন করার পরে, সিস্টেমের কার্যকারিতা 96.5% থেকে 98.2% পর্যন্ত বৃদ্ধি পেয়েছে। বার্ষিক 1 মিলিয়ন কিলোওয়াট ঘন্টা বিদ্যুৎ উৎপাদনের দৃশ্যে, বার্ষিক শক্তির ক্ষতি প্রায় 17000 কিলোওয়াট ঘন্টা হ্রাস করা যেতে পারে।

2. উচ্চ ভোল্টেজ প্রতিরোধ এবং নিম্ন এগিয়ে চাপ ড্রপ, তাপ ব্যবস্থাপনা অপ্টিমাইজ করা
FRD-এর বিপরীতমুখী ভোল্টেজ (VRRM) কয়েক হাজার ভোল্টে পৌঁছাতে পারে এবং উচ্চ-ভোল্টেজ ডিসি বাস পরিস্থিতির জন্য উপযুক্ত (যেমন 1500V ফটোভোলটাইক সিস্টেম)। এদিকে, এর ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ (VF) সাধারণত 0.4V-0.6V এর মধ্যে থাকে, যা সাধারণ ডায়োডের তুলনায় 30% -50% কম। নিম্ন VF বৈশিষ্ট্য পরিবাহী ক্ষতি হ্রাস করে, তাপ উৎপাদন কমায় এবং তাপ অপচয় নকশাকে সহজ করে। উদাহরণস্বরূপ, অফশোর উইন্ড পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেমে, FRD এর প্রয়োগ ইনভার্টার কুলিং মডিউলের ভলিউম 40% হ্রাস করে, সিস্টেমের ওজন 15% কমায় এবং সরঞ্জামগুলির পরিবেশগত অভিযোজনযোগ্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।

3. বিরোধী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ, সিস্টেম স্থায়িত্ব নিশ্চিত করা
উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি সুইচ দ্বারা উত্পন্ন দ্রুত বর্তমান পরিবর্তনগুলি সহজেই ইএমআই সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে, যা বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল নিয়ন্ত্রণ সংকেতগুলির যথার্থতাকে প্রভাবিত করে৷ FRD এর দ্রুত পুনরুদ্ধারের বৈশিষ্ট্য বিপরীত পুনরুদ্ধার কারেন্টের আকস্মিক পরিবর্তনগুলিকে দমন করতে পারে, ভোল্টেজের স্পাইক কমাতে পারে এবং এইভাবে EMI শব্দ কমিয়ে দিতে পারে। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে 100kHz এর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিতে, FRD বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার আউটপুটে EMI তীব্রতা 10dB-এর বেশি কমাতে পারে, IEC 61000-4-6 স্ট্যান্ডার্ডের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে এবং হস্তক্ষেপের কারণে সিস্টেমের ভুল কাজ এড়াতে পারে।

3, অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প: নতুন শক্তি উৎপাদন থেকে শিল্প ড্রাইভ পর্যন্ত সম্পূর্ণ কভারেজ
1. বায়ু শক্তি উৎপাদন ব্যবস্থা
দ্বিগুণ খাওয়ানো উইন্ড টারবাইনে রটার সাইড ক্রোবার সুরক্ষা সার্কিটে FRD ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। যখন গ্রিড ভোল্টেজ কমে যায়, তখন ক্রাবার সার্কিট দ্রুত রটার শক্তিকে FRD এর মাধ্যমে বাইপাস রোধে ছেড়ে দেয় যাতে বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদলকারীর অত্যধিক ক্ষতি প্রতিরোধ করা যায়। উদাহরণস্বরূপ, একটি 10MW অফশোর ইউনিট FRD এর সাথে মিলিত IGBT টাইপ ক্রোবার ব্যবহার করে, যা 10ms এর মধ্যে শক্তি রিলিজ সম্পূর্ণ করতে পারে যখন ভোল্টেজ 20% এ নেমে যায়, এটি নিশ্চিত করে যে সিস্টেমটি 0.2 সেকেন্ডের মধ্যে গ্রিড সংযুক্ত অপারেশন পুনরায় শুরু করে।

2. ফটোভোলটাইক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল
স্ট্রিং ফটোভোলটাইক ইনভার্টারে, FRD উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি এসি পাওয়ারকে মসৃণ ডিসি পাওয়ারে রূপান্তর করতে আউটপুট রেকটিফায়ার উপাদান হিসেবে কাজ করে। এর দ্রুত পুনরুদ্ধারের বৈশিষ্ট্যটি বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করার সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্ট ট্র্যাকিং (MPPT) সঠিকতা উন্নত করতে পারে, বিশেষ করে স্থানীয় অবরোধের পরিস্থিতিতে, যা বিদ্যুৎ উৎপাদনের ক্ষতি কমাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট পরীক্ষামূলক প্রকল্প FRD-এর সাথে মিলিত বুদ্ধিমান পুনর্গঠন প্রযুক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন 12.4% এবং সিস্টেমের সামগ্রিক দক্ষতা 8% দ্বারা বাধাগ্রস্ত অবস্থায় বৃদ্ধি করে।

3. শিল্প মোটর ড্রাইভ
ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টারগুলিতে, মোটর গতির সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ অর্জনের জন্য FRD সংশোধন এবং বিপরীত করার জন্য ব্যবহৃত হয়। এর কম ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ বৈশিষ্ট্য মোটর স্টার্ট আপের সময় শক্তির ক্ষতি কমাতে পারে-এবং সরঞ্জামের আয়ু বাড়াতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি স্টিল মিলের ড্রাইভ সিস্টেমে, FRD ফ্রিকোয়েন্সি কনভার্টার ব্যবহার মোটরের প্রারম্ভিক কারেন্টকে 20% কমিয়ে দেয় এবং বার্ষিক রক্ষণাবেক্ষণের খরচ 30% কমিয়ে দেয়।

4, নির্বাচনের মূল পয়েন্ট: পরামিতি মিল এবং নির্ভরযোগ্যতা যাচাই
1. মূল পরামিতি নির্বাচন
বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় (trr): এটি সুইচিং চক্রের 1/10 এর কম হওয়া উচিত। উদাহরণস্বরূপ, 100kHz এর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিতে, trr 100ns এর থেকে কম বা সমান হওয়া উচিত।
ফরোয়ার্ড কারেন্ট (IF): লোড কারেন্টের উপর নির্ভর করে, 1.5-2 বার একটি মার্জিন বাকি থাকতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, একটি 100A লোডের জন্য 150A-200A রেটযুক্ত কারেন্ট সহ একটি FRD প্রয়োজন৷
বিপরীত প্রতিরোধ ভোল্টেজ (VRRM): এটি ডিসি বাস ভোল্টেজের চেয়ে 1.2 গুণ বেশি হওয়া দরকার। উদাহরণস্বরূপ, একটি 1500V সিস্টেমের জন্য 1800V বা তার বেশি ভোল্টেজ প্রতিরোধের সাথে FRD ব্যবহার করা প্রয়োজন।
2. তাপ নকশা এবং নির্ভরযোগ্যতা পরীক্ষা
থার্মাল রেজিস্ট্যান্স (R θ JA): 175 ডিগ্রির কম বা সমান একটি সংযোগ তাপমাত্রা নিশ্চিত করতে 0.5K/W এর চেয়ে কম বা সমান তাপীয় প্রতিরোধের সাথে একটি নিম্ন তাপ প্রতিরোধের প্যাকেজ (যেমন একটি কপার সাবস্ট্রেট প্যাকেজ) চয়ন করুন।
জীবন পরীক্ষা: IEC 62979 স্ট্যান্ডার্ডে থার্মাল রানঅ্যাওয়ে পরীক্ষা পাস করতে হবে, যার মানে হল যে 75 ডিগ্রী পরিবেশে রেটেড কারেন্ট 1 ঘন্টা প্রয়োগ করা হলে পৃষ্ঠের তাপমাত্রা 15 ডিগ্রির কম বা সমান বৃদ্ধি পায়।
3. প্যাকেজিং এবং খরচ অপ্টিমাইজেশান
কমপ্যাক্ট প্যাকেজিং: যেমন TO-220FP, DO-201AD, ইত্যাদি, উচ্চ-ঘনত্ব একীকরণ পরিস্থিতির জন্য উপযুক্ত।
খরচ বেনিফিট বিশ্লেষণ: 10MW উইন্ড টারবাইনে, যদিও FRD ব্যবহার করলে ইউনিট খরচ 5% বৃদ্ধি পায়, সিস্টেম দক্ষতার উন্নতির ফলে দীর্ঘমেয়াদী সুবিধাগুলি প্রাথমিক বিনিয়োগকে কভার করতে পারে।