মাইক্রোগ্রিডের সমান্তরাল ব্যাটারি প্যাকগুলিতে ডায়োডগুলির সুরক্ষা ফাংশন কী?

一, প্রযুক্তিগত নীতি: একমুখী পরিবাহিতা সহ একটি প্রতিরক্ষামূলক বাধা নির্মাণ
একটি ডায়োডের মূল বৈশিষ্ট্য হল এটির একমুখী পরিবাহিতা - এটি শুধুমাত্র নোড থেকে ক্যাথোডে কারেন্ট প্রবাহিত হতে দেয় এবং বিপরীত হলে একটি উচ্চ প্রতিরোধী অবস্থা প্রদর্শন করে। এই বৈশিষ্ট্যটি মাইক্রোগ্রিড সমান্তরাল ব্যাটারি প্যাকগুলিতে একটি দ্বৈত সুরক্ষা ব্যবস্থায় রূপান্তরিত হতে পারে:

1. বিপরীত বর্তমান ব্লকিং: শক্তি ব্যাকফ্লো প্রতিরোধ করে
যখন একটি সমান্তরাল ব্যাটারি প্যাকের একটি শাখা ত্রুটির (যেমন একটি ব্যাটারি শর্ট সার্কিট) বা অপর্যাপ্ত আলোর কারণে ভোল্টেজ ড্রপ অনুভব করে, তখন অন্যান্য স্বাভাবিক শাখা থেকে কারেন্ট একটি কম প্রতিরোধের পথ দিয়ে ত্রুটিপূর্ণ শাখায় প্রবাহিত হতে পারে, যা একটি "এনার্জি ব্যাকফ্লো" গঠন করে। এই মুহুর্তে, ত্রুটিপূর্ণ শাখার উভয় প্রান্তে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত ডায়োডগুলি বিপরীত পক্ষপাতের কারণে কেটে যাবে, কারেন্ট প্রবাহকে বাধা দেবে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ফটোভোলটাইক সেল সমান্তরাল সিস্টেমে, যদি একটি নির্দিষ্ট সেল ব্লক করা হয় এবং আউটপুট ভোল্টেজ কমে যায়, তাহলে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত বাইপাস ডায়োড অবিলম্বে সঞ্চালিত হবে, ত্রুটিপূর্ণ শাখাকে শর্ট-সার্কিট করবে এবং স্বাভাবিক সেলকে ত্রুটিপূর্ণ কোষে বিদ্যুৎ সরবরাহ করতে বাধা দেবে, যার ফলে স্থানীয় গরম স্পট প্রভাব রোধ করবে।

2. ভোল্টেজ বাতা: সিস্টেম ভোল্টেজ স্থিতিশীল
ডায়োডের ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ (সিলিকন ডায়োডের জন্য প্রায় 0.6V এবং Schottky ডায়োডের জন্য প্রায় 0.4V) প্রাকৃতিক ভোল্টেজ রেফারেন্স পয়েন্ট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি সমান্তরাল ব্যাটারি প্যাকে, একাধিক ডায়োডকে সিরিজে সংযুক্ত করে একটি গ্রেডেড ভোল্টেজ ক্ল্যাম্প সার্কিট তৈরি করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি মাইক্রোগ্রিড প্রকল্প 1.8V এর একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজ ড্রপ তৈরি করতে সিরিজে তিনটি সিলিকন ডায়োড ব্যবহার করে। যখন একটি নির্দিষ্ট শাখার ভোল্টেজ এই মানকে অতিক্রম করে, তখন ডায়োড অতিরিক্ত ভোল্টেজকে মাটিতে সঞ্চালন করে এবং ডিসচার্জ করে, যার ফলে ব্যাকএন্ড লোডকে ওভারভোল্টেজের প্রভাব থেকে রক্ষা করে।

2, অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প: সম্পূর্ণ জীবনচক্র সুরক্ষা প্রয়োজনীয়তা কভার করা
ডায়োডগুলির সুরক্ষা ফাংশন সমান্তরাল ব্যাটারি প্যাকগুলির পরিকল্পনা, অপারেশন এবং রক্ষণাবেক্ষণের পর্যায়ে চলে, যার মধ্যে নির্দিষ্ট প্রয়োগের পরিস্থিতি রয়েছে:

1. পোলারিটি রিভার্সাল সুরক্ষা: ইনস্টলেশন ত্রুটি প্রতিরোধ করে
যখন ব্যাটারি প্যাকটি প্রাথমিকভাবে মাইক্রোগ্রিডের সাথে সংযুক্ত থাকে, তখন অপারেটর অসাবধানতাবশত ইতিবাচক এবং নেতিবাচক খুঁটি বিপরীত হতে পারে। এই মুহুর্তে, পাওয়ার ইনপুট প্রান্তে সিরিজে সংযুক্ত ডায়োড (যেমন 1N4007) বিপরীত পক্ষপাতের কারণে কেটে যাবে, কারেন্টের প্রবাহকে অবরুদ্ধ করবে এবং বিপরীত কারেন্টের কারণে ব্যাটারি প্যাক বা ব্যাকএন্ড ডিভাইসের ক্ষতি রোধ করবে। একটি বিতরণকৃত বিদ্যুৎ উৎপাদন প্রকল্পে বিপরীত সুরক্ষা উপাদান হিসেবে Schottky ডায়োড (0.3V এর ভোল্টেজ ড্রপ) ব্যবহার করা হয়েছে, যা কম ক্ষতি নিশ্চিত করার সময় একাধিক বিপরীত সংযোগ দুর্ঘটনা সফলভাবে আটকে দিয়েছে।

2. ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ দমন: প্রবর্তক লোড ব্যাকল্যাশের সাথে মোকাবিলা করা
যখন সমান্তরাল ব্যাটারি প্যাকগুলি ইন্ডাকটিভ লোড যেমন মোটর এবং রিলে চালায়, তখন লোড বন্ধ হয়ে গেলে শত শত বা এমনকি হাজার হাজার ভোল্টের বিপরীত ইলেক্ট্রোমোটিভ বল তৈরি হবে। এই মুহুর্তে, লোডের উভয় প্রান্তে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত ফ্রি-হুইলিং ডায়োডগুলি (যেমন দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড) দ্রুত সঞ্চালন করবে, বিপরীত কারেন্টের জন্য একটি ডিসচার্জ পথ প্রদান করবে এবং সুইচ টিউব বা ব্যাটারি প্যাকের মধ্য দিয়ে ভেঙ্গে যাওয়া থেকে উচ্চ ভোল্টেজের স্পাইকগুলিকে এড়িয়ে যাবে৷ একটি নির্দিষ্ট বৈদ্যুতিক গাড়ির চার্জিং স্টেশন প্রকল্পে SiC ডায়োডগুলিকে ফ্রি-হুইলিং উপাদান হিসাবে ব্যবহার করা হয়, যার বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় মাত্র 20ns, কার্যকরভাবে মোটর স্টার্ট বন্ধের সময় ভোল্টেজ বৃদ্ধি দমন করে।

3. পাওয়ার অমিল প্রশমন: সমান্তরাল দক্ষতা অপ্টিমাইজ করা
একটি সমান্তরাল ব্যাটারি প্যাকে, যদি একটি শাখা ব্যাটারির কর্মক্ষমতা খারাপ হয় (যেমন ক্ষমতা হ্রাস বা অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের বৃদ্ধি), এর আউটপুট ভোল্টেজ অন্যান্য শাখার তুলনায় কম হবে, যার ফলে অসম কারেন্ট বন্টন হবে। এই মুহুর্তে, শাখার প্রবেশদ্বারে সিরিজে সংযুক্ত ব্লকিং ডায়োড কম-ভোল্টেজ শাখাটিকে একটি "এনার্জি ব্ল্যাক হোল" হতে বাধা দিতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট ফোটোভোলটাইক মাইক্রোগ্রিড প্রকল্পে, ব্লকিং ডায়োডগুলি প্রতিটি সমান্তরাল শাখার আগে সিরিজে সংযুক্ত থাকে। যখন একটি শাখার ভোল্টেজ সিস্টেমের গড় থেকে কম হয়, তখন ডায়োডটি বন্ধ করে দেওয়া হয় যাতে সাধারণ শাখাটিকে ত্রুটিপূর্ণ শাখায় বিপরীতভাবে বিদ্যুৎ সরবরাহ করা থেকে বিরত রাখা হয়, যার ফলে 75% থেকে 10% এর মধ্যে বিদ্যুতের ক্ষতি হ্রাস পায়।

3, অপ্টিমাইজেশন কৌশল: কর্মক্ষমতা এবং খরচের ভারসাম্য
যদিও ডায়োড সুরক্ষা ফাংশন তাৎপর্যপূর্ণ, এর ভোল্টেজ ড্রপ, পাওয়ার খরচ এবং সমান্তরাল বর্তমান ভাগাভাগি সমস্যাগুলি এখনও অপ্টিমাইজ করা দরকার। নিম্নলিখিত কৌশলগুলি সুরক্ষা কার্যকারিতা বাড়াতে পারে:

1. নির্বাচন অপ্টিমাইজেশান: ম্যাচিং অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি
কম ভোল্টেজ ড্রপ দৃশ্যকল্প: বিদ্যুতের খরচ কমাতে Schottky ডায়োড (ভোল্টেজ ড্রপ 0.4V) বা সিলিকন কার্বাইড ডায়োড (ভোল্টেজ ড্রপ 0.2V) ব্যবহার করুন। উদাহরণস্বরূপ, একটি 48V ব্যাটারি প্যাকে, Schottky ডায়োড ব্যবহার করে ভোল্টেজ ড্রপ লস 0.7V থেকে 0.4V-এ কমাতে পারে এবং দক্ষতা 0.6% বৃদ্ধি করতে পারে।
উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি পরিস্থিতি: স্যুইচিং ক্ষতি এড়াতে দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড ব্যবহার করুন (রিভার্স রিকভারি টাইম 20-200ns)। একটি নির্দিষ্ট সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই প্রকল্পে দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, বিপরীত পুনরুদ্ধারের ক্ষতি 40% হ্রাস পেয়েছে।
উচ্চ বর্তমান পরিস্থিতি: সিলিকন কার্বাইড ডায়োড ব্যবহার করে, তাদের ইতিবাচক তাপমাত্রা সহগ বৈশিষ্ট্য প্রাকৃতিক বর্তমান ভাগাভাগি অর্জন করতে পারে। একটি উচ্চ-ভোল্টেজ সরাসরি বর্তমান ট্রান্সমিশন প্রকল্পে একাধিক সিলিকন কার্বাইড ডায়োডের সমান্তরাল সংযোগের পরে, বর্তমান ভাগাভাগি ত্রুটি 15% থেকে কমে 5% হয়েছে৷
2. টপোলজি উদ্ভাবন: কম্পোজিট সুরক্ষা স্কিম
টিভিএস ডায়োড+সাধারণ ডায়োড: বাজ সুরক্ষা পরিস্থিতিতে, সমান্তরাল ট্রানজিয়েন্ট সাপ্রেশন ডায়োড (টিভিএস) ক্ষণস্থায়ী উচ্চ ভোল্টেজ শোষণ করে এবং ধারাবাহিক সাধারণ ডায়োডগুলি ক্রমাগত বিপরীত কারেন্টকে অবরুদ্ধ করে। একটি নির্দিষ্ট যোগাযোগ বেস স্টেশন প্রকল্পে এই স্কিমটি গ্রহণ করার পরে, বজ্রপাতের ক্ষতির হার 5% থেকে 0.2% এ হ্রাস পেয়েছে।
বুদ্ধিমান ডায়োড মডিউল: নিয়ন্ত্রণ সংকেতের মাধ্যমে গতিশীল সুরক্ষা অর্জনের জন্য ডায়োড এবং এমওএসএফইটিগুলিকে সংহত করে। একটি নির্দিষ্ট শক্তি স্টোরেজ সিস্টেম প্রকল্পে বুদ্ধিমান ডায়োড মডিউলগুলি গ্রহণ করার পরে, প্রতিক্রিয়া সময় মাইক্রোসেকেন্ড থেকে ন্যানোসেকেন্ডে হ্রাস করা হয়েছে এবং সুরক্ষা দক্ষতা 90% দ্বারা উন্নত করা হয়েছে।
3. তাপ ব্যবস্থাপনা: থার্মাল পলাতক এড়িয়ে চলুন
ডায়োডের শক্তি খরচ (P=IV) স্থানীয় অতিরিক্ত উত্তাপের কারণ হতে পারে এবং তাপ অপচয় ডিজাইনের মাধ্যমে অপ্টিমাইজ করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, যখন একাধিক ডায়োড সমান্তরালভাবে সংযুক্ত থাকে, তখন তাপমাত্রার ভারসাম্য নিশ্চিত করতে একটি সাধারণ তাপ সিঙ্ক ডিজাইন ব্যবহার করা হয়। একটি ডেটা সেন্টার ইউপিএস প্রকল্প তাপ অপচয়ের পথকে অপ্টিমাইজ করেছে, ডায়োড জংশন তাপমাত্রাকে 150 ডিগ্রি থেকে 120 ডিগ্রিতে কমিয়েছে এবং এর আয়ুষ্কাল তিনগুণ বাড়িয়েছে।