বুদ্ধিমান সার্কিট ব্রেকার সিস্টেমে ডায়োডের প্রয়োগ কী?

一, প্রযুক্তিগত নীতি: ডায়োডের মূল বৈশিষ্ট্য বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণ সমর্থন করে
1. একমুখী পরিবাহিতা একটি নিরাপদ সীমানা তৈরি করে
ডায়োডের ফরওয়ার্ড কন্ডাকশন এবং রিভার্স কাটঅফ বৈশিষ্ট্যগুলি বুদ্ধিমান সার্কিট ব্রেকার সিস্টেমে ফল্ট স্রোতকে বিচ্ছিন্ন করার জন্য একটি প্রাকৃতিক বাধা তৈরি করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি DC ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেমে, যখন লোড সাইডে একটি শর্ট সার্কিট ঘটে, তখন সার্কিট ব্রেকারের আউটপুটের সমান্তরালে সংযুক্ত ডায়োড দ্রুত উল্টে যায় এবং কেটে যায়, ফল্ট কারেন্টকে পাওয়ার সাপ্লাই সাইডে প্রবাহিত হতে বাধা দেয় এবং উচ্চতর-স্তরের সরঞ্জামের ক্ষতি এড়াতে পারে। একটি নির্দিষ্ট 10kV ইন্টেলিজেন্ট সার্কিট ব্রেকার সফলভাবে ফিডার প্রান্তে N4007 ডায়োডের সমান্তরালভাবে -সার্কিট ফল্ট আইসোলেশন সময়কে 50 μs-এর কম করে, যা ঐতিহ্যগত যান্ত্রিক সার্কিট ব্রেকার থেকে 80% বেশি।

2. দ্রুত পুনরুদ্ধার বৈশিষ্ট্য সুইচ দক্ষতা অপ্টিমাইজ করে
সিলিকন কার্বাইড (SiC) ডায়োডগুলি তাদের এনএস স্তরের বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময়ের কারণে উচ্চ- ফ্রিকোয়েন্সি স্যুইচিং পরিস্থিতিগুলির জন্য একটি আদর্শ পছন্দ৷ বুদ্ধিমান সার্কিট ব্রেকারগুলির কঠিন-স্টেট সুইচ মডিউলে, SiC ডায়োড এবং IGBT/MOSFETগুলি একটি হাইব্রিড পাওয়ার ডিভাইস তৈরি করে যা μs এর ব্রেকিং গতি অর্জন করতে পারে। পরীক্ষামূলক ডেটা দেখায় যে একটি 50kW ইনভার্টারে C3D06060A SiC ডায়োড ব্যবহার করা সিলিকন ভিত্তিক ডিভাইসগুলির তুলনায় 62% সুইচিং ক্ষতি কমায়- এবং সিস্টেমের কার্যকারিতা 97.2% এ উন্নত করে৷

3. অরৈখিক ভোল্ট অ্যাম্পিয়ার বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে অর্জিত সুনির্দিষ্ট সুরক্ষা
ট্রানজিয়েন্ট ভোল্টেজ সাপ্রেশন ডায়োড (টিভিএস) তুষারপাতের ভাঙ্গন প্রভাবের মাধ্যমে এনএস সময়ের মধ্যে ওভারভোল্টেজকে নিরাপদ স্তরে ক্ল্যাম্প করতে পারে। ইন্টেলিজেন্ট সার্কিট ব্রেকারের সার্জ প্রোটেকশন মডিউলে, TVS ডায়োড গ্যাস ডিসচার্জ টিউবের সাথে একত্রে কাজ করে একটি তিন-স্তরের সুরক্ষা ব্যবস্থা তৈরি করে: প্রথম পর্যায় TVS ক্ষণস্থায়ী শক্তির 90% শোষণ করে, দ্বিতীয় পর্যায়ের গ্যাস ডিসচার্জ টিউব অবশিষ্ট শক্তিকে নিঃসরণ করে, এবং তৃতীয় পর্যায়ের varistor ক্রমাগত সুরক্ষা প্রদান করে। একটি ডেটা সেন্টারে এই সমাধানটি প্রয়োগ করার পরে, বজ্রপাতের কারণে সরঞ্জামের ব্যর্থতার হার 92% কমে গেছে।

2, সাধারণ প্রয়োগের পরিস্থিতি: মৌলিক সুরক্ষা থেকে বুদ্ধিমান সিদ্ধান্ত নেওয়া-
1. Overcurrent সুরক্ষা এবং দোষ অবস্থান
বুদ্ধিমান সার্কিট ব্রেকারের বর্তমান নমুনা পর্যায়ে, ডায়োডের সমন্বয়ে গঠিত রেকটিফায়ার ব্রিজ মাইক্রোপ্রসেসর দ্বারা FFT বিশ্লেষণের জন্য AC সংকেতকে DC-তে রূপান্তর করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট ধরণের বুদ্ধিমান সার্কিট ব্রেকার GBJ801 ব্রিজ স্ট্যাক ব্যবহার করে তিন-পর্যায়ের বর্তমান সংশোধন অর্জন করতে। ওয়েভলেট অ্যালগরিদমের সাথে মিলিত, এটি 0.1In (রেটেড কারেন্ট) এর ছোট ওভারলোডগুলি সঠিকভাবে সনাক্ত করতে পারে, যা প্রথাগত তাপীয় ট্রিপ ব্রেকারগুলির তুলনায় 10 গুণ বেশি সংবেদনশীল। এদিকে, ডায়োডের সঞ্চালনের সময় বিশ্লেষণ করে, সিস্টেমটি ফল্ট ফেজ সনাক্ত করতে পারে এবং ত্রুটি অবস্থানের সময় মিনিট থেকে মিলিসেকেন্ডে ছোট করতে পারে।

2. ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক সামঞ্জস্য (EMC) অপ্টিমাইজেশান
স্মার্ট সার্কিট ব্রেকারে কন্ট্রোল সার্কিট সুইচিং অ্যাকশনের কারণে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (EMI) এর জন্য সংবেদনশীল। ডায়োড এবং ক্যাপাসিটরগুলির সমন্বয়ে গঠিত RC শোষণ সার্কিট কার্যকরভাবে ভোল্টেজ স্পাইকগুলিকে দমন করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যখন IGBT বন্ধ করা হয়, সমান্তরাল Rsnap বন্ধ (10 Ω) এবং Cj (100nF) di/dt কে 500A/μs থেকে 50A/μs এ কমাতে পারে, EMI বিকিরণের তীব্রতা 20dB দ্বারা কমিয়ে দেয়। একটি নির্দিষ্ট ফটোভোলটাইক ইনভার্টারে এই স্কিমটি প্রয়োগ করার পরে, IEC 61000-4-5 স্ট্যান্ডার্ড টেস্টের পাসের হার 65% থেকে 98% বেড়েছে৷

3. দ্বিমুখী শক্তি প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ
V2G ফাংশন সহ বুদ্ধিমান চার্জিং পাইলে, ডায়োড অ্যারে পাওয়ার গ্রিড এবং ব্যাটারির মধ্যে দ্বিমুখী শক্তি প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ উপলব্ধি করে। চার্জিং মোডে, ফটোভোলটাইক/গ্রিড সাইড ডায়োড ব্যাটারি চার্জ করার জন্য পরিচালনা করে; ডিসচার্জ মোডে, ব্যাটারি সাইড ডায়োড গ্রিডে শক্তি সঞ্চালন করে এবং ফিড করে। SiC ডায়োড ব্যবহার করে 10kW চার্জিং পাইলে চার্জ ডিসচার্জ সুইচিংয়ের সময় 1% এর কম ভোল্টেজের ওঠানামা থাকে, যা সিলিকন ভিত্তিক ডিভাইসের তুলনায় তিনগুণ বেশি স্থিতিশীল।

4. অবস্থা পর্যবেক্ষণ এবং স্ব নির্ণয়
বুদ্ধিমান সার্কিট ব্রেকাররা ডায়োডের জংশন তাপমাত্রা নিরীক্ষণ করে সরঞ্জাম স্বাস্থ্য ব্যবস্থাপনা অর্জন করে। উদাহরণস্বরূপ, পাওয়ার মডিউলগুলিতে তাপমাত্রা সংবেদনশীল ডায়োড (টিএসডি) এম্বেড করার ফলে ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ এবং জংশন তাপমাত্রার মধ্যে একটি রৈখিক সম্পর্ক তৈরি হয় (Δ Vf/Δ T ≈ -2mV/ ডিগ্রি)। একটি নির্দিষ্ট 500kV ইন্টেলিজেন্ট সার্কিট ব্রেকার পরিকল্পিত রক্ষণাবেক্ষণ চক্রকে 3 বছর থেকে 5 বছর পর্যন্ত প্রসারিত করে বাস্তব সময়ে TSD ডেটা সংগ্রহ করে এবং LSTM নিউরাল নেটওয়ার্কের সাথে একত্রিত করে ডিভাইসের জীবনের পূর্বাভাস দিতে, অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের খরচ 40% কমিয়ে দেয়।

3, উদ্ভাবনী উন্নয়ন দিক: নতুন উপাদান এবং বুদ্ধিমত্তার একীকরণ
1. প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের জনপ্রিয়করণ
SiC ডায়োডগুলি উচ্চ ভোল্টেজ ক্ষেত্র থেকে মাঝারি এবং নিম্ন ভোল্টেজ পরিস্থিতিতে প্রবেশ করছে। একটি 48V DC বন্টন ব্যবস্থায় SiC Schottky ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, পরিবাহী ক্ষতি 3.5W থেকে 0.8W-এ হ্রাস পেয়েছে এবং সিস্টেমের দক্ষতা 1.2 শতাংশ পয়েন্ট বৃদ্ধি পেয়েছে। আশা করা হচ্ছে যে 2026 সালের মধ্যে, স্মার্ট সার্কিট ব্রেকারগুলিতে SiC ডায়োডগুলির বাজারের শেয়ার 30% ছাড়িয়ে যাবে৷

2. বুদ্ধিমান ডায়োড মডিউল ইন্টিগ্রেশন
একটি ইন্টেলিজেন্ট পাওয়ার মডিউল (IPM) তৈরি করতে সেন্সর এবং ড্রাইভার সার্কিটের সাথে ডায়োডগুলিকে একীভূত করুন। উদাহরণ স্বরূপ, Infineon ™ MOSFET মডিউল দ্বারা চালু করা CoolSiC, বিল্ট-তাপমাত্রা এবং বর্তমান সেন্সর সহ, SPI ইন্টারফেসের মাধ্যমে মাইক্রোপ্রসেসরের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করতে পারে স্থিতির বাস্তব-সময় পর্যবেক্ষণ এবং সুরক্ষা প্যারামিটারগুলির অভিযোজিত সমন্বয় অর্জন করতে৷

3. ডিজিটাল টুইন প্রযুক্তির প্রয়োগ
ডায়োড প্যারামিটারের একটি ডিজিটাল টুইন মডেল স্থাপন করে, চরম অপারেটিং অবস্থার অধীনে ডিভাইসের কর্মক্ষমতা ভবিষ্যদ্বাণী করা যেতে পারে। মেশিন লার্নিং অ্যালগরিদমগুলির সাথে মিলিত একটি নির্দিষ্ট গবেষণা প্রতিষ্ঠান দ্বারা তৈরি ডায়োড থার্মোইলেকট্রিক কাপলিং মডেলটি 95% এর নির্ভুলতার সাথে 72 ঘন্টা আগে জংশন তাপমাত্রার ঝুঁকি সম্পর্কে সতর্ক করতে পারে।