Beth yw manteision defnyddio deuodau adfer cyflym mewn-gwrthdroyddion amledd uchel?

一, Egwyddor dechnegol: Rhesymeg lefel isel ar gyfer amser adfer o'r chwith ac addasu -amledd uchel
Mae mantais graidd deuodau adfer cyflym yn gorwedd yn eu strwythur ffisegol unigryw a'u dyluniad prosesau. Yn wahanol i deuodau cyffordd PN traddodiadol, mae FRD yn mabwysiadu strwythur cyffordd PIN, sy'n cyflwyno rhanbarth sylfaen denau (haen I) rhwng deunyddiau silicon math P a N -, gan leihau'n sylweddol y tâl adfer gwrthdro (Qrr). Mae ei amser adfer gwrthdro (TRR) fel arfer rhwng degau o nanoseconds a channoedd o nanoseconds, a gall y math adferiad cyflym iawn gael ei fyrhau i lai na 10 nanoseconds hyd yn oed. Mae'r nodwedd hon yn ei alluogi i newid yn gyflym rhwng cyflyrau dargludiad a thoriad mewn cylchedau switsio amledd uchel, gan osgoi pigau foltedd ac ymyrraeth electromagnetig (EMI) a achosir gan deuodau traddodiadol oherwydd amser adfer gwrthdro hir.

Er enghraifft, yn y gylched hwb Boost o wrthdröydd amledd uchel, mae FRD yn gweithredu fel deuod olwyn rydd, a all dorri'r cerrynt gwrthdro i ffwrdd yn gyflym ar hyn o bryd pan fydd IGBT neu MOSFET yn cael ei ddiffodd, gan atal ynni o adborth i'r tiwb newid, a thrwy hynny leihau colledion newid a gwella effeithlonrwydd y system. Mae data arbrofol yn dangos bod gan y gylched Boost sy'n defnyddio FRD welliant effeithlonrwydd o 3% -5% o'i gymharu â deuodau cyffredin. Mewn gwrthdröydd gwynt 100kW, gall yr arbedion pŵer blynyddol gyrraedd degau o filoedd o kWh.

2, Mantais perfformiad: Gwarant deuol o effeithlonrwydd a dibynadwyedd ar gyfer gwrthdroyddion amledd uchel
1. Colledion newid isel i wella effeithlonrwydd trosi
Mae gwrthdroyddion amledd uchel yn cyflawni trawsnewid DC i AC trwy dechnoleg PWM (Modiwleiddio Lled Pwls), gydag amledd newid fel arfer yn uwch na 20kHz. Yn y senario hwn, mae colled adferiad gwrthdro'r deuod yn dod yn ffactor allweddol sy'n cyfyngu ar effeithlonrwydd. Gall nodwedd TRR isel FRD leihau colled ynni yn sylweddol yn ystod y broses newid. Gan gymryd gwrthdröydd ffotofoltäig 500kW fel enghraifft, ar ôl disodli deuodau cyffredin â FRD, cynyddodd effeithlonrwydd y system o 96.5% i 98.2%. Yn y senario o gynhyrchu pŵer blynyddol o 1 miliwn kWh, gellir lleihau'r golled ynni flynyddol tua 17000 kWh.

2. Gwrthwynebiad foltedd uchel a gostyngiad pwysau ymlaen isel, gan wneud y gorau o reolaeth thermol
Gall foltedd gwrth-wrthsefyll (VRRM) FRD gyrraedd sawl mil o folt ac mae'n addas ar gyfer senarios bws DC foltedd uchel (fel systemau ffotofoltäig 1500V). Yn y cyfamser, mae ei gwymp foltedd ymlaen (VF) fel arfer rhwng 0.4V-0.6V, sydd 30% -50% yn is na deuodau cyffredin. Mae'r nodwedd VF isel yn lleihau colled dargludiad, yn lleihau cynhyrchu gwres, ac yn symleiddio dyluniad afradu gwres. Er enghraifft, mewn systemau cynhyrchu ynni gwynt ar y môr, mae cymhwyso FRD yn lleihau cyfaint y modiwlau oeri gwrthdröydd 40%, yn lleihau pwysau'r system 15%, ac yn gwella addasrwydd amgylcheddol offer yn sylweddol.

3. Gwrth ymyrraeth electromagnetig, gan sicrhau sefydlogrwydd system
Gall y newidiadau cerrynt cyflym a gynhyrchir gan switshis amledd uchel achosi problemau EMI yn hawdd, gan effeithio ar gywirdeb signalau rheoli gwrthdröydd. Gall nodwedd adferiad cyflym FRD atal newidiadau sydyn mewn cerrynt adfer gwrthdro, lleihau pigau foltedd, a thrwy hynny leihau sŵn EMI. Mae arbrofion wedi dangos, ar amlder newid o 100kHz, y gall FRD leihau dwyster EMI allbwn y gwrthdröydd o fwy na 10dB, gan fodloni gofynion safon IEC 61000-4-6 ac osgoi camweithrediad system a achosir gan ymyrraeth.

3, Senario cais: Sylw llawn o gynhyrchu ynni newydd i yrru diwydiannol
1. System cynhyrchu pŵer gwynt
Defnyddir FRD yn eang mewn cylchedau amddiffyn Crowbar ochr rotor mewn tyrbinau gwynt sy'n cael eu bwydo'n ddwbl. Pan fydd foltedd y grid yn gostwng, mae cylched Crowbar yn rhyddhau egni'r rotor yn gyflym i'r gwrthydd ffordd osgoi trwy FRD i atal difrod gorlif i'r gwrthdröydd. Er enghraifft, mae uned alltraeth 10MW yn defnyddio Crowbar math IGBT ynghyd â FRD, a all gwblhau rhyddhau ynni o fewn 10ms pan fydd y foltedd yn disgyn i 20%, gan sicrhau bod y system yn ailddechrau gweithrediad cysylltiedig â grid o fewn 0.2 eiliad.

2. gwrthdröydd ffotofoltäig
Mewn gwrthdroyddion ffotofoltäig llinynnol, mae FRD yn gwasanaethu fel yr elfen unionydd allbwn i drosi pŵer AC amledd uchel yn bŵer DC llyfn. Gall ei nodwedd adfer cyflym wella cywirdeb olrhain pwynt pŵer uchaf (MPPT) y gwrthdröydd, yn enwedig mewn senarios occlusion lleol, a all leihau colledion cynhyrchu pŵer. Er enghraifft, mae prosiect arbrofol penodol yn defnyddio technoleg ailadeiladu deallus ynghyd â FRD i gynyddu cynhyrchu pŵer 12.4% ac effeithlonrwydd cyffredinol y system 8% o dan amodau rhwystredig.

3. gyriant modur diwydiannol
Mewn trawsnewidwyr amledd, defnyddir FRD ar gyfer cywiro a gwrthdroad i gyflawni rheolaeth fanwl gywir ar gyflymder modur. Gall ei nodwedd gostyngiad foltedd ymlaen isel leihau colled ynni wrth gychwyn y modur ac ymestyn oes offer. Er enghraifft, yn system yrru melin ddur, mae'r defnydd o drawsnewidydd amledd FRD yn lleihau cerrynt cychwyn y modur 20% ac yn lleihau'r gost cynnal a chadw blynyddol 30%.

4, Pwyntiau allweddol dethol: paru paramedr a gwirio dibynadwyedd
1. dewis paramedr allweddol
Amser adfer gwrthdroi (trr): Dylai fod yn llai na 1/10 o'r cylch newid. Er enghraifft, ar amledd switsio o 100kHz, dylai trr fod yn Llai na neu'n hafal i 100ns.
Cerrynt blaen (IF): Yn dibynnu ar y cerrynt llwyth, dylid gadael ymyl o 1.5-2 gwaith. Er enghraifft, mae llwyth 100A yn gofyn am FRD gyda cherrynt graddedig o 150A-200A.
Gwrthdroi gwrthsefyll foltedd (VRRM): Mae angen iddo fod 1.2 gwaith yn uwch na foltedd bws DC. Er enghraifft, mae system 1500V yn gofyn am ddefnyddio FRD gyda gwrthiant foltedd o 1800V neu uwch.
2. dylunio thermol a phrofi dibynadwyedd
Gwrthiant thermol (R θ JA): Dewiswch becyn gwrthiant thermol isel (fel pecyn swbstrad copr) gyda gwrthiant thermol o Llai na neu'n hafal i 0.5K/W i sicrhau tymheredd cyffordd o Llai na neu'n hafal i 175 gradd.
Prawf bywyd: Mae'n ofynnol pasio'r prawf rhediad thermol yn safon IEC 62979, sy'n golygu bod tymheredd yr wyneb yn codi Llai na neu'n hafal i 15 gradd pan fydd y cerrynt graddedig yn cael ei gymhwyso am 1 awr mewn amgylchedd 75 gradd.
3. Optimization pecynnu a chost
Pecynnu cryno: fel TO-220FP, DO-201AD, ac ati, sy'n addas ar gyfer senarios integreiddio dwysedd uchel.
Dadansoddiad cost a budd: Mewn tyrbinau gwynt 10MW, er bod defnyddio FRD yn cynyddu'r gost uned o 5%, gall y manteision hirdymor a ddaw yn sgil gwella effeithlonrwydd system gwmpasu'r buddsoddiad cychwynnol.