একটি দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড কি? কোন শক্তি ডিভাইস ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত?

1, দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োডের প্রযুক্তিগত সারাংশ
স্ট্রাকচারাল ইনোভেশন: পিন স্ট্রাকচারের শারীরিক সুবিধা
প্রথাগত রেকটিফায়ার ডায়োডগুলি একটি PN জংশন কাঠামো গ্রহণ করে এবং বিপরীত পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়া চলাকালীন, অবক্ষয় অঞ্চলে সঞ্চিত বাহকগুলির পুনরায় সংযোজন করার জন্য দীর্ঘ সময়ের প্রয়োজন হয়, যার ফলে মাইক্রোসেকেন্ডের একটি বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় হয়। দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োডগুলি P-টাইপ এবং N-টাইপ সিলিকন স্তরগুলির মধ্যে একটি অভ্যন্তরীণ I স্তর সন্নিবেশ করে একটি পিন কাঠামো তৈরি করে। এই নকশাটি ক্ষয়প্রাপ্ত অঞ্চলের প্রস্থকে মাইক্রোমিটার স্তরে প্রসারিত করে, উল্লেখযোগ্যভাবে ক্যারিয়ার স্টোরেজের পরিমাণ হ্রাস করে। CREE-এর C3D সিরিজের সিলিকন কার্বাইড দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োডকে উদাহরণ হিসাবে নিলে, এর পিন কাঠামো বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময়কে 10 ন্যানোসেকেন্ডের কম করে, যা প্রথাগত সিলিকন ভিত্তিক ডিভাইসগুলির চেয়ে দুইটি মাত্রা বেশি।

প্রযুক্তিগত অগ্রগতি: যৌগিক কেন্দ্র নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি
সোনা এবং প্ল্যাটিনামের মতো ভারী ধাতুর অমেধ্যগুলির আয়ন ইমপ্লান্টেশন বা ইলেক্ট্রন বিকিরণ প্রযুক্তি ব্যবহার করে, গভীর স্তরের পুনর্মিলন কেন্দ্রগুলি সিলিকন জালিতে প্রবর্তন করা হয়। এই পুনর্মিলন কেন্দ্রগুলি 'ক্যারিয়ার ট্র্যাপ' হিসাবে কাজ করে, সংখ্যালঘু বাহকদের পুনর্মিলন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে সোনার সাথে ডপ করা FR107 ডায়োডের বিপরীত পুনরুদ্ধার চার্জ Qrr আনডপ করা ডিভাইসের তুলনায় 75% হ্রাস পেয়েছে এবং বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় 2 মাইক্রোসেকেন্ড থেকে 500 ন্যানোসেকেন্ডে সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে।

উপাদান উদ্ভাবন: ওয়াইড ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টরের উত্থান
সিলিকন কার্বাইড (SiC) এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) এর মতো তৃতীয়-প্রজন্মের অর্ধপরিবাহী পদার্থের প্রয়োগ সিলিকন ভিত্তিক ডিভাইসগুলির শারীরিক সীমা-ভঙ্গ করেছে৷ SiC উপাদানের ব্যান্ডগ্যাপ প্রস্থ 3.2 eV, যা সিলিকনের চেয়ে তিনগুণ। এর উচ্চ সমালোচনামূলক ব্রেকডাউন ক্ষেত্রের শক্তি (3MV/সেমি) ডিভাইসটিকে উচ্চ ভোল্টেজ প্রতিরোধ এবং পাতলা ড্রিফ্ট স্তর অর্জন করতে সক্ষম করে। Infineon™ দ্বারা চালু করা CoolSiC সিরিজের 1200V দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োডের 25 ডিগ্রি জংশন তাপমাত্রায় শুধুমাত্র 35 ন্যানোসেকেন্ডের একটি বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় রয়েছে এবং এটির একটি ইতিবাচক তাপমাত্রা সহগ বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা সমান্তরালভাবে প্রসারিত করা সহজ করে তোলে।

2, শক্তি সরঞ্জামে মূল প্রয়োগের পরিস্থিতি
ফটোভোলটাইক বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল: ডিসি থেকে এসি পর্যন্ত দক্ষতার বিপ্লব
স্ট্রিং ফটোভোলটাইক ইনভার্টারে, দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োডগুলি ডিসি-এসি রূপান্তরে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। Huawei SUN2000-50KTL-H1 বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদলকে উদাহরণ হিসাবে নিলে, এর বুস্ট বুস্ট সার্কিট MUR1680CT আল্ট্রা ফাস্ট রিকভারি ডায়োড (trr=80ns) ব্যবহার করে, যা MPPT ট্র্যাকিংয়ের সময় 40% দ্বারা সুইচিং ক্ষতি কমাতে পারে। বিশেষ করে হালকা লোড অবস্থায়, নরম পুনরুদ্ধারের বৈশিষ্ট্য কার্যকরভাবে ভোল্টেজ স্পাইকগুলিকে দমন করে, সিস্টেমের ইউরো দক্ষতা বৃদ্ধি করে 98.7%।

বৈদ্যুতিক যানবাহন চার্জিং পাইল: উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সংশোধনের দক্ষতা ব্রেকথ্রু
টেসলা V3 সুপারচার্জিং স্টেশন একটি 900V উচ্চ ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্ম গ্রহণ করে, এবং এর PFC সার্কিটে ব্যবহৃত STTH1206DI 600V দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড ডোপিং ঘনত্ব গ্রেডিয়েন্ট অপ্টিমাইজ করে 120 ন্যানোসেকেন্ডের মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়। 350kW এর চার্জিং পাওয়ারে, এই ডিভাইসটি 99.2% এর একটি রেকটিফায়ার মডিউল দক্ষতা অর্জন করে, যা প্রথাগত সিলিকন রেকটিফায়ার থেকে 1.5 শতাংশ পয়েন্ট বেশি। এটি একটি একক চার্জিং স্টেশনের জন্য বার্ষিক 20000 ইউয়ানের বেশি বিদ্যুৎ বিল সাশ্রয় করতে পারে।

শিল্প বিদ্যুৎ সরবরাহ: উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শক্তি রূপান্তর
এমারসন সিটি সিরিজের উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাস্ট্রিয়াল পাওয়ার সাপ্লাইতে, TDAF30A65 650V সিলিকন কার্বাইড ফাস্ট রিকভারি ডায়োড একটি দক্ষ ফ্রিহুইলিং সার্কিট তৈরি করতে IGBT-এর সাথে সমান্তরাল বিরোধী ব্যবহার করা হয়। এর শূন্য বিপরীত পুনরুদ্ধারের বর্তমান বৈশিষ্ট্যটি সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি 200kHz এ বৃদ্ধি করে এবং 5kW/in ³ এর শক্তি ঘনত্ব অর্জন করে। লেজার কাটিং মেশিনের পাওয়ার সিস্টেমে, এই ডিভাইসটি আউটপুট রিপল ভোল্টেজকে 0.5% এর নিচে কমিয়ে দেয়, যা উল্লেখযোগ্যভাবে মেশিনের সঠিকতাকে উন্নত করে।

এনার্জি স্টোরেজ সিস্টেম: দ্বিমুখী কনভার্টারের দক্ষতা অপ্টিমাইজেশান
CATL-এর শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থায় ব্যবহৃত BYV26E অতি দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড দ্বিমুখী DC-ডিসি রূপান্তরকারীগুলিতে দক্ষ শক্তি প্রবাহ অর্জন করে। এর অনন্য অ্যানোড শর্ট সার্কিট কাঠামো বিপরীত পুনরুদ্ধারের কোমলতা ফ্যাক্টর (S=tr/tf) 0.3 এ পৌঁছাতে সক্ষম করে। ব্যাটারি চার্জিং এবং ডিসচার্জিং স্যুইচিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, ভোল্টেজ ওভারশুট 5% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রিত হয়, ব্যাটারি সেল চক্রের জীবনকে প্রসারিত করে।

3, নির্বাচন এবং নকশা জন্য মূল বিবেচনা
পরামিতি ম্যাচিং এর গোল্ডেন নিয়ম
ভোল্টেজ মার্জিন: প্রকৃত অপারেটিং ভোল্টেজ ডিভাইসের রেট করা রিভার্স রিপিটেটিভ পিক ভোল্টেজ VRRM এর 70% এর কম হওয়া উচিত। উদাহরণস্বরূপ, একটি 1000V ফটোভোলটাইক সিস্টেমে, 1200V এর চেয়ে বড় বা সমান VRRM সহ ডিভাইসগুলি নির্বাচন করা প্রয়োজন।
কারেন্ট ডিরেটিং: প্রকৃত অপারেটিং কারেন্টের 1.5 গুণের উপর ভিত্তি করে গড় ফরোয়ার্ড কারেন্ট IF (AV) নির্বাচন করা উচিত এবং পিক ফরোয়ার্ড সার্জ কারেন্ট IFSM সিস্টেমের সর্বোচ্চ শর্ট সার্কিট কারেন্টের 2 গুণেরও বেশি সহ্য করতে হবে।
ভারসাম্য হারানো: 20kHz-এর উপরে অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, ফরওয়ার্ড কন্ডাকশন লস (Pon=VF × IF) এবং রিভার্স রিকভারি লস (Psw off=Vr × Irrm × trr × fsw/2) ব্যাপকভাবে মূল্যায়ন করা এবং Qrrs ডিভাইসের সাথে অতিদ্রুত পুনরুদ্ধার নির্বাচনকে অগ্রাধিকার দেওয়া প্রয়োজন।<50nC.
তাপ ব্যবস্থাপনার সিস্টেম ইঞ্জিনিয়ারিং
তাপ অপচয়ের পথের অপ্টিমাইজেশান: DBC সিরামিক সাবস্ট্রেট এবং তামার সুই ফিন তাপ অপচয়ের কাঠামো গ্রহণ করে, TO-247 প্যাকেজ করা ডিভাইসগুলির তাপীয় প্রতিরোধের θ ja 1.5 ডিগ্রি /W এ হ্রাস করা হয়।
জংশন তাপমাত্রা নিরীক্ষণ: বাস্তব সময়ে ডায়োড জংশন তাপমাত্রা নিরীক্ষণ করতে IGBT মডিউলে NTC থার্মিস্টরকে একীভূত করুন-, নিশ্চিত করুন যে এটি 150 ডিগ্রির রেট করা মান অতিক্রম না করে।
সমান্তরাল কারেন্ট শেয়ারিং ডিজাইন: একই ব্যাচের ডিভাইসগুলিকে সমান্তরালভাবে ব্যবহার করে এবং সুইচ ওয়েভফর্মকে সিঙ্ক্রোনাইজ করতে গেট রেজিস্ট্যান্স (Rg) সামঞ্জস্য করে, বর্তমান ভারসাম্যহীনতা 5% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা হয়।