Sut i amddiffyn deuodau mewn offer ynni tymheredd uchel a lleithder uchel?

一, Dewis deunydd: Yn addas ar gyfer dyfeisiau sy'n gallu gwrthsefyll lleithder, gwres a thymheredd uchel
1. Optimeiddio deunyddiau pecynnu
Mewn amgylcheddau tymheredd uchel a lleithder uchel, mae pecynnu resin epocsi traddodiadol yn dueddol o gael effaith delamination neu popcorn oherwydd ymdreiddiad anwedd dŵr. Mae deuodau gradd diwydiannol yn cael eu pecynnu mewn silicon neu seramig, a all wella eu gallu i wrthsefyll lleithder a gwres yn sylweddol. Er enghraifft, dewisodd prosiect gwrthdröydd ffotofoltäig penodol deuodau Schottky ceramig wedi'u hamgáu. Ar ôl gweithredu'n barhaus am 1000 o oriau yn y prawf dwbl 85 (85 gradd / 85% RH), nid oedd unrhyw ffenomen delamination y tu mewn i'r pecyn, tra bod dyfeisiau amgáu resin epocsi cyffredin yn ffrwydro ar ôl 500 awr.

2. uwchraddio proses sglodion
Ar gyfer -amgylcheddau tymheredd uchel, dylid dewis sglodion gyda nodweddion cerrynt gollyngiadau isel. Er enghraifft, gall defnyddio deuodau silicon carbid (SiC) leihau'n sylweddol cerrynt gollyngiadau gwrthdro ar dymheredd uchel. Mae profion cymharol o brosiect trawsnewidydd pŵer gwynt alltraeth penodol yn dangos, ar dymheredd cyffordd o 125 gradd, bod cerrynt gollyngiadau gwrthdro deuodau SiC yn cael ei leihau 80% o'i gymharu â deuodau sy'n seiliedig ar silicon, a bod effeithlonrwydd y system yn gwella 2.3%.

3. Egwyddorion dylunio derating
Mewn senarios -tymheredd uchel, mae angen dadraddio deuodau yn ôl eu tymheredd gweithredu gwirioneddol. Er enghraifft, os yw foltedd gwrthdro graddedig y ddyfais yn 60V, argymhellir dewis lefel foltedd gwrthsefyll o 100V neu uwch ar 85 gradd i gadw ymyl diogelwch. Gostyngodd prosiect system storio ynni penodol gyfradd methiant y ddyfais o 5% i 0.3% trwy gynyddu lefel y foltedd gwrthsefyll deuod o 60V i 100V.

2, Dyluniad Strwythurol: Rheoli Thermol ac Amddiffyn Ynysu
1. Cryfhau'r strwythur afradu gwres
Ehangu ffoil copr: Mewn gosodiad PCB, mae cynyddu'r ardal ffoil copr yn gwella dargludiad gwres. Ehangodd prosiect rheolydd ffotofoltäig penodol yr ardal ffoil copr o dan y deuod o 10mm ² i 50mm ², gan leihau tymheredd y gyffordd 15 gradd.
Sinc gwres integredig: Defnyddir pecynnau effeithlonrwydd afradu gwres uchel fel DFN a TO-220 ar y cyd â sinciau gwres. Er enghraifft, mae prosiect UPS diwydiannol penodol yn defnyddio deuodau pecyn TO-220 ac yn gosod sinciau gwres alwminiwm i reoli tymheredd y gyffordd o fewn 120 gradd yn ystod gweithrediad llwyth llawn.
Cymhwyso pad thermol: Gall llenwi saim thermol neu pad thermol rhwng deuod a sinc gwres leihau ymwrthedd thermol cyswllt. Mae profion wedi dangos y gall defnyddio pad thermol silicon 0.5mm o drwch leihau'r gwrthiant thermol o 2 radd / W i 0.8 gradd / W.
2. Dyluniad ynysu trydanol
Cysylltiad cyfochrog gwrthyddion rhannu cerrynt: Pan gysylltir deuodau lluosog yn gyfochrog, dylid cysylltu gwrthydd rhannu cerrynt gwrthiant isel (fel 0.1 Ω) mewn cyfres i bob deuod er mwyn osgoi dosbarthiad cerrynt anwastad oherwydd gwahaniaethau yn y gostyngiad foltedd ymlaen. Mae prosiect cylched cydbwyso batri storio ynni penodol wedi lleihau gwyriad presennol deuodau cyfochrog o 30% i o fewn 5% trwy'r dyluniad hwn.
Deuod amddiffyn gwrthdro: Gall cysylltu deuodau gwrthdro yn gyfochrog ar ddau ben y prif ddeuod atal y prif ddeuod rhag torri i lawr pan fo'r foltedd gwrthdro yn rhy uchel. Er enghraifft, mae prosiect modiwl gwefru cerbydau trydan penodol yn mabwysiadu'r cynllun hwn, sy'n byrhau amser ymateb amddiffyniad overvoltage gwrthdro i 10ns.
3, Rheolaeth Amgylcheddol: Ynysu Microamgylchedd ac Optimeiddio Awyru
1. Gwella lefel amddiffyn
Safon amddiffyn IP: Dewiswch offer gyda sgôr IP65 (dustproof a gwrth-ddŵr) neu IP67 (dal dŵr) yn seiliedig ar leithder amgylcheddol. Mae prosiect llwyfan drilio alltraeth penodol yn defnyddio modiwlau deuod amddiffynnol IP67, nad ydynt wedi profi cyrydiad ar ôl gweithredu'n barhaus mewn amgylchedd chwistrellu halen ers 3 blynedd.
Integreiddio cabinet rheoli: Rhowch y modiwl deuod mewn cabinet rheoli wedi'i selio a gosodwch aerdymheru neu gyfnewidwyr gwres i reoleiddio tymheredd a lleithder. Er enghraifft, mae prosiect UPS mewn canolfan ddata yn defnyddio cabinet rheoli i gadw'r tymheredd mewnol o dan 40 gradd a lleithder o fewn 50% RH, a thrwy hynny ymestyn oes deuodau 40%.
2. Optimeiddio system awyru
Dyluniad oeri aer dan orfod: Mewn cymwysiadau pŵer-ddwys, defnyddir cefnogwyr ar gyfer awyru gorfodol. Gwnaeth prosiect gwrthdröydd ffotofoltäig penodol optimeiddio dyluniad y ddwythell aer i gynyddu cyflymder llif yr aer o amgylch y deuod i 3m/s a lleihau tymheredd y gyffordd 20 gradd.
Gwella darfudiad naturiol: Mewn senarios-pŵer isel, gall cynyddu bylchau neu ongl gogwyddo esgyll y sinc gwres wella effeithlonrwydd darfudiad naturiol. Mae profion wedi dangos bod cynyddu'r bwlch rhwng esgyll o 2mm i 5mm yn gwella effeithlonrwydd afradu gwres 15%.
4, Monitro ac Amddiffyn: Adborth amser real ac Ymyriad Gweithredol
1. System monitro tymheredd
Integreiddio thermistor: Gosod thermistor NTC ger y deuod i fonitro tymheredd cyffordd mewn-amser real. Mae prosiect system rheoli batri storio ynni penodol, trwy'r cynllun hwn, yn sbarduno amddiffyniad cyfyngu cyfredol yn awtomatig pan fydd tymheredd y gyffordd yn fwy na 125 gradd er mwyn osgoi rhediad thermol.
Technoleg mesur tymheredd isgoch: defnyddio synwyryddion isgoch i fonitro tymheredd arwyneb deuodau heb gyswllt. Er enghraifft, mae prosiect gwrthdröydd pŵer gwynt yn cyflawni rheolaeth fanwl gywir ar gamgymeriad tymheredd cyffordd ± 2 gradd trwy fesur tymheredd isgoch.
2. mecanwaith amddiffyn gorlwytho
Suppressor Foltedd Dros Dro (TVS): Mae deuod TVS wedi'i gysylltu'n gyfochrog â mewnbwn y deuod i atal trawiadau mellt neu newid gorfoltedd. Mae prosiect arae ffotofoltäig penodol wedi gwella ei allu gwrthsefyll gorfoltedd o 1kV i 6kV trwy'r dyluniad hwn.
Algorithm cyfyngu cerrynt meddalwedd: Mewn systemau rheoli digidol, mae'r cerrynt deuod yn cael ei addasu'n ddeinamig trwy algorithmau. Er enghraifft, mae prosiect gorsaf wefru cerbydau trydan penodol yn mabwysiadu rheolaeth gyfyngol gyfredol PID i leihau'r amser ymateb gorlwytho i 50ms.
5, Astudiaeth achos: Arfer amddiffyn trawsnewidyddion ynni gwynt ar y môr
Mae prosiect ynni gwynt ar y môr penodol wedi'i leoli mewn dyfroedd isdrofannol gyda thymheredd amgylchynol o 45 gradd a lleithder o 90% RH. Roedd y dyluniad gwreiddiol yn defnyddio deuodau cyffredin wedi'u seilio ar silicon, ac roedd y gyfradd fethiant ar ôl blwyddyn o weithredu mor uchel â 12%. Mae’r cynllun gwella’n cynnwys:

Uwchraddio dyfais: disodlwyd deuod SiC, cynyddodd lefel ymwrthedd tymheredd i 175 gradd;
Gwella afradu gwres: Gan fabwysiadu pecynnu DFN a gosod sinciau gwres copr, gostyngir tymheredd y gyffordd o 150 gradd i 110 gradd;
Ynysu amgylcheddol: Rhowch y modiwl deuod mewn cabinet rheoli gwarchodedig IP67 a gosod dyfais dadleithydd;
Monitro ac amddiffyn: Thermistor integredig a deuod TVS i sicrhau amddiffyniad deuol tymheredd a foltedd.
Ar ôl gwella, mae'r system wedi bod yn rhedeg yn barhaus am 3 blynedd heb unrhyw fethiannau deuod, gyda chynnydd o 8% mewn cynhyrchu pŵer blynyddol a gostyngiad o 60% mewn costau cynnal a chadw.