সোলার চার্জিং কন্ট্রোলারে কোন ধরনের ডায়োড ব্যবহার করা হয়?

一, অ্যান্টি রিভার্স চার্জিং ডায়োড: একটি "সেফটি ভালভ" যা বিপরীত কারেন্টকে ব্লক করে
1. মূল ফাংশন এবং ব্যর্থতার ঝুঁকি
ব্লকিং ডায়োড হল স্বাধীন ফটোভোলটাইক সিস্টেমের জন্য একটি "ওয়ান-ওয়ে ভালভ", যার মূল কাজগুলি অন্তর্ভুক্ত করে:
রাতের সময় ব্যাকফ্লো প্রতিরোধ: যখন সোলার প্যানেলে কোন আলো থাকে না, যদি এর ভোল্টেজ ব্যাটারির ভোল্টেজের চেয়ে কম হয়, তাহলে ব্যাটারি থেকে কারেন্ট আবার সোলার প্যানেলে প্রবাহিত হবে, যার ফলে উপাদানগুলি গরম হয়ে যাবে বা এমনকি পুড়ে যাবে।
শাখা বিরোধী ব্যাকফ্লো: একটি সিরিজ সংযুক্ত ফটোভোলটাইক অ্যারেতে, যদি ছায়া বা ত্রুটির কারণে একটি শাখার ভোল্টেজ কমে যায়, তাহলে উচ্চ-ভোল্টেজ শাখার কারেন্ট আবার কম-ভোল্টেজ শাখায় প্রবাহিত হবে, যার ফলে সামগ্রিক আউটপুট ভোল্টেজ কমে যাবে।
2. ঐতিহ্যগত সিলিকন ডায়োডের সীমাবদ্ধতা
প্রথাগত ফটোভোলটাইক কন্ট্রোলার প্রায়ই সিলিকন রেকটিফায়ার ডায়োড ব্যবহার করে যেমন 1N4007 এবং 1N5408, সাধারণ পরামিতিগুলি হল:
ইতিবাচক ভোল্টেজ ড্রপ: 0.6-0.8V (উচ্চ শক্তির টিউবগুলি 1-2V পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে)
ভোল্টেজ সহ্য করার ক্ষমতা: বিপরীত পিক ভোল্টেজটি সিস্টেমের সর্বোচ্চ ভোল্টেজের কমপক্ষে দ্বিগুণ হওয়া উচিত
পাওয়ার লস: উদাহরণ হিসাবে 10A কারেন্ট নিলে, একটি একক টিউবের বার্ষিক পাওয়ার লস 5256Wh (প্রতিদিন 5 ঘন্টা রোদ এবং 365 দিনের উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়)
3. Schottky ডায়োডের বিকল্প সুবিধা
Schottky ডায়োডগুলি (যেমন SB5100, 1N5817) একটি ধাতব সেমিকন্ডাক্টর জংশনের সাথে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে দ্রুত স্যুইচিং বৈশিষ্ট্যগুলি (ন্যানোসেকেন্ড প্রতিক্রিয়া) বজায় রেখে ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপকে 0.1-0.3V এ কমাতে হয়। একটি উদাহরণ হিসাবে 100kW ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশন নেওয়া:
দক্ষতার উন্নতি: Schottky ডায়োডগুলি গ্রহণ করার পরে, নিয়ামকের সামগ্রিক দক্ষতা 1.2% বৃদ্ধি পেয়েছে
তাপমাত্রা বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণ: জংশনের তাপমাত্রা 15 ডিগ্রি হ্রাস করুন এবং জংশন বাক্সের ভিতরে থাকা উপাদানগুলির আয়ু 30% বাড়িয়ে দিন
খরচের ভারসাম্য: যদিও ইউনিটের দাম সিলিকন ডায়োডের 2-3 গুণ, ভোল্টেজ হ্রাস এবং কম লোকসানের কারণে 5 বছরের চক্রের মধ্যে ব্যাপক খরচ 18% কমে যায়
4. শিল্প অনুশীলনে নির্বাচন নীতি
নিম্ন ভোল্টেজ সিস্টেম: 1N5817 (20V/3A) বা SS34 (40V/3A) 12V/24V সিস্টেমের জন্য পছন্দ করা হয়
উচ্চ ভোল্টেজ সিস্টেম: SiC Schottky ডায়োডগুলি (যেমন C3D10060A, 600V/10A) 600V এর উপরে অ্যারেগুলির জন্য ব্যবহার করা হয়, একটি বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় সহ<10ns, suitable for high-frequency switching scenarios
ইন্টিগ্রেশন প্রবণতা: আধুনিক MPPT কন্ট্রোলারগুলি MOSFET ড্রাইভার সার্কিটগুলিতে অ্যান্টি রিভার্স চার্জিং ফাংশনকে একীভূত করে, সিঙ্ক্রোনাস সংশোধন প্রযুক্তির মাধ্যমে ক্ষতিহীন অ্যান্টি রিভার্স চার্জিং অর্জন করে এবং ডায়োড সমাধানগুলির তুলনায় 3% এর বেশি দক্ষতা উন্নত করে
2, সিঙ্ক্রোনাস রেকটিফায়ার ডায়োড: ডিসি-ডিসি রূপান্তরের "দক্ষতা ইঞ্জিন"
1. MPPT কন্ট্রোলারের মূল চ্যালেঞ্জ
MPPT কন্ট্রোলার সর্বদা সর্বোচ্চ পাওয়ার পয়েন্টে (MPP) কাজ করার জন্য একটি DC-DC কনভার্টারের মাধ্যমে সোলার প্যানেলের আউটপুট ভোল্টেজ/কারেন্ট সামঞ্জস্য করে। ঐতিহ্যগত পদ্ধতি সংশোধনের জন্য সিলিকন ডায়োড ব্যবহার করে, তবে দুটি প্রধান ব্যথা পয়েন্ট রয়েছে:
পরিবাহী ক্ষতি: সিলিকন ডায়োডের 0.7V ভোল্টেজ ড্রপের ফলে কার্যক্ষমতা 7% কমে যায়
গরম করার সমস্যা: উচ্চ-শক্তির পরিস্থিতিতে, ডায়োডের তাপমাত্রা বৃদ্ধি 50 ডিগ্রিতে পৌঁছতে পারে, অতিরিক্ত তাপ অপচয় ডিজাইনের প্রয়োজন হয়
2. সিঙ্ক্রোনাস রেকটিফিকেশন টেকনোলজি (এসআর)
সিঙ্ক্রোনাস সংশোধন MOSFET-এর সাথে ডায়োড প্রতিস্থাপন করে "শূন্য ভোল্টেজ ড্রপ" সংশোধন অর্জন করে:
কাজের নীতি: কন্ট্রোলার গতিশীলভাবে MOSFET গুলিকে কারেন্টের দিক অনুসারে পরিবর্তন করে, তাদের সর্বদা একটি পরিবাহী বা কাটা{0}} অবস্থায় রাখে
দক্ষতার উন্নতি: LT3652 MPPT চিপকে উদাহরণ হিসাবে নিলে, সিঙ্ক্রোনাস সংশোধন মোড চার্জিং দক্ষতা 88% থেকে 94% বৃদ্ধি করে
কেস ভেরিফিকেশন: সিঙ্ক্রোনাস রেকটিফিকেশন প্রযুক্তি গ্রহণ করার পর, একটি 20kW ফোটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশন তার বার্ষিক বিদ্যুত উৎপাদন 12000kWh বৃদ্ধি করেছে, যা বার্ষিক 8 টন CO ₂ নির্গমন কমানোর সমতুল্য।
3. ডিভাইস নির্বাচনের জন্য মূল পরামিতি
প্রতিরোধের উপর (Rds (চালু)):<5m Ω is required to reduce conduction loss
গেট চার্জ (Qg): কম Qg (<50nC) can reduce switching losses
ভোল্টেজ সহ্য করার ক্ষমতা: এটি সিস্টেমের সর্বোচ্চ ভোল্টেজের কমপক্ষে 1.5 গুণ হওয়া উচিত
তাপমাত্রার বৈশিষ্ট্য: বাইরের পরিবেশের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে 150 ডিগ্রির বেশি বা সমান জংশন তাপমাত্রা সহ ডিভাইসগুলি নির্বাচন করুন
3, TVS ডায়োড: ঢেউ সুরক্ষার জন্য 'প্রতিরক্ষার শেষ লাইন'
1. ফোটোভোলটাইক সিস্টেমের ঢেউয়ের ঝুঁকি
ফটোভোলটাইক মডিউলগুলি নিম্নলিখিত পরিস্থিতিতে ক্ষণস্থায়ী ওভারভোল্টেজের প্রবণ হয়:
লাইটনিং ইনডাকশন: সরাসরি বজ্রপাতের আঘাত বা প্ররোচিত বজ্রপাত হাজার হাজার ভোল্ট ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ তৈরি করতে পারে
গ্রিড সুইচিং: গ্রিড সংযুক্ত সিস্টেমে ভোল্টেজের আকস্মিক পরিবর্তন
উপাদানের ব্যর্থতা: ব্যাটারি কোষে লুকানো ফাটল বা আলগা তারের কারণে স্থানীয় ওভারহিটিং
2. TVS ডায়োডের কাজ করার পদ্ধতি
টিভিএস (ট্রানজিয়েন্ট ভোল্টেজ সাপ্রেসার) ডায়োডগুলি নিম্নলিখিত বৈশিষ্ট্যগুলির মাধ্যমে বৃদ্ধি সুরক্ষা অর্জন করে
অতি দ্রুত প্রতিক্রিয়া: প্রতিক্রিয়া সময়<1ps, much faster than varistors (<25ns)
কম ক্ল্যাম্পিং ভোল্টেজ: একটি নিরাপদ সীমার মধ্যে ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ সীমাবদ্ধ করতে পারে
উচ্চ শক্তি ক্ষমতা: একক পালস শক্তি দশ কিলোওয়াট পৌঁছতে পারে
3. শিল্প আবেদন মামলা
উপাদান স্তর সুরক্ষা: প্রতিটি সৌর প্যানেলের আউটপুট প্রান্তে একটি 1.5KE33CA TVS ডায়োডকে সমান্তরাল করে, বজ্রপাতের ভোল্টেজ 6kV থেকে 33V এ কমানো যেতে পারে।
কন্ট্রোলার ইনপুট: SMAJ58CA TVS অ্যারে MPPT সার্কিটকে 20kV ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক ডিসচার্জ (ESD) প্রভাব থেকে রক্ষা করতে ব্যবহার করা হয়
ডেটা যাচাইকরণ: একটি 50MW ফটোভোলটাইক পাওয়ার স্টেশনে TVS সুরক্ষা স্থাপন করার পরে, কন্ট্রোলারের ব্যর্থতার হার 0.8% থেকে 0.1% কমেছে এবং বার্ষিক রক্ষণাবেক্ষণ খরচ 2 মিলিয়ন ইউয়ান হ্রাস পেয়েছে
4, শিল্প প্রবণতা এবং নির্বাচন পরামর্শ
1. বস্তুগত উদ্ভাবনের দিকনির্দেশনা
SiC ডায়োড: ধীরে ধীরে সিলিকন ভিত্তিক ডিভাইসগুলিকে তার অতি-লো ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ (0.3V) এবং উচ্চ তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা (200 ডিগ্রি পর্যন্ত জংশন তাপমাত্রা) দিয়ে প্রতিস্থাপন করা হচ্ছে
GaN ডায়োড: 600V এর উপরে উচ্চ ভোল্টেজ পরিস্থিতিতে, GaN ডায়োড সুইচিং লস 70% কমাতে পারে
2. ইন্টিগ্রেটেড নকশা প্রবণতা
ইন্টেলিজেন্ট জংশন বক্স: বাইপাস ডায়োড, টেম্পারেচার সেন্সর এবং ড্রাইভার সার্কিটগুলিকে ক্ষুদ্র মডিউলে সংহত করা যাতে সিস্টেম ডিজাইনকে সহজ করা যায় এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করা যায়
পাওয়ার মডিউল: ডিআইপি প্যাকেজিং প্রযুক্তি গ্রহণ করা, টিভিএস, এমওএসএফইটি এবং ডায়োডকে একক ডিভাইসে একীভূত করা, পিসিবি লেআউট এলাকা হ্রাস করা
3. নির্বাচনের জন্য সাধারণ নীতি
প্যারামিটার রিডানডেন্সি ডিজাইন: রিভার্স ভোল্টেজ এবং সর্বোচ্চ কারেন্ট সিস্টেমের সর্বোচ্চ মানের কমপক্ষে দ্বিগুণ হওয়া উচিত
পরিবেশগত অভিযোজনযোগ্যতা: বাইরের দৃশ্যের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে -40 ডিগ্রি ~+125 ডিগ্রি কাজের তাপমাত্রা পরিসীমা সহ ডিভাইসগুলি নির্বাচন করুন
সার্টিফিকেশন সম্মতি: IEC 62109 এবং UL 1741 এর মতো ফটোভোলটাইক সার্টিফিকেশন পাস করা ডিভাইসগুলিকে অগ্রাধিকার দেওয়া উচিত