Beth yw effaith dadansoddiad deuod ar y gwrthdröydd?

一, Mathau a mecanweithiau ffisegol o ddadelfennu deuod
Gellir rhannu dadansoddiad deuod yn ddau fath: dadansoddiad trydanol a dadansoddiad thermol, ac mae eu mecanweithiau ffisegol yn perthyn yn agos i briodweddau materol, crynodiad dopio, tymheredd a ffactorau eraill.

1. Trydan chwalu: proses gorfforol cildroadwy
Mae dadansoddiad trydan yn cynnwys dau fecanwaith: chwalfa Zener a chwalfa eirlithriadau

Dadansoddiad Zener: yn digwydd mewn cyffyrdd PN â dop uchel (fel rheolyddion foltedd), lle mae lled yr haen disbyddu yn hynod gul (<1 μ m). Under the action of reverse voltage, a strong electric field directly pulls out the valence electrons in covalent bonds, forming electron hole pairs, resulting in a sharp increase in reverse current. Zener breakdown voltage is usually below 4V and has a negative temperature coefficient (breakdown voltage decreases with increasing temperature).
Avalanche breakdown: commonly seen in low doped PN junctions, with a wide depletion layer (>10 μ m). Mae foltedd gwrthdro yn cyflymu cludwyr lleiafrifol, gan achosi iddynt wrthdaro â'r dellt a chynhyrchu cludwyr newydd, gan ffurfio adwaith cadwyn eirlithriadau. Mae'r foltedd chwalu eirlithriadau yn gyffredinol uwch na 6V ac mae ganddo gyfernod tymheredd positif (mae'r foltedd chwalu yn cynyddu gyda thymheredd).
Yn ei hanfod, mae methiant trydan yn broses gorfforol gildroadwy.

2. Chwaliad thermol: methiant trychinebus na ellir ei wrthdroi
Pan fydd y cerrynt gwrthdro yn parhau i gynyddu ar ôl dadansoddiad trydanol, neu pan gymerir mesurau cerrynt anfeidrol yn y gylched, mae defnydd pŵer y gyffordd PN yn fwy na'r gwerth terfyn, gan arwain at gynnydd sydyn yn nhymheredd y gyffordd. Ar y pwynt hwn, mae'r electronau falens yn y bond cofalent yn ennill digon o egni i dorri'n rhydd o gyfyngiadau atomig, gan ffurfio nifer fawr o barau tyllau electron rhydd, gan waethygu'r twf presennol ymhellach a ffurfio dolen adborth gadarnhaol. Yn y pen draw, mae cyffordd PN yn toddi oherwydd gorboethi, gan ffurfio cylched byr parhaol, a elwir yn chwalu thermol. Mae dadansoddiad thermol yn anghildroadwy, a bydd y deuod yn colli ei swyddogaeth yn llwyr.

2, Niwed uniongyrchol o ddadelfennu deuod i wrthdroyddion
Defnyddir deuodau mewn gwrthdroyddion yn bennaf ar gyfer cywiro, olwynion rhydd, a chlampio, a gall eu dadansoddiad achosi lluosogi namau mewn gwahanol lwybrau.

1. Unioni dadansoddiad deuod: cylched byr pŵer a ffrwydrad capacitor
Mewn gwrthdroyddion ffotofoltäig neu ffynonellau pŵer diwydiannol, mae'r bont unionydd yn cynnwys 6 deuod (3 catod cyffredin a 3 anod cyffredin). Os caiff deuod sengl ei ddadelfennu'n thermol i ffurfio cylched byr, bydd yn achosi i bolion positif a negyddol y bws DC ddargludo'n uniongyrchol, gan arwain at gylched byr pŵer. Ar y pwynt hwn, mae'r cynhwysydd hidlo yn cynhesu'n gyflym oherwydd gorlif, gan achosi'r electrolyte i anweddu ac ehangu, a all arwain at ffrwydrad. Er enghraifft, mewn gorsaf bŵer ffotofoltäig benodol, achosodd dadansoddiad y deuod unionydd i'r cynhwysydd ochr DC ffrwydro, gan arwain at sgrapio'r modiwl gwrthdröydd cyfan a cholled economaidd uniongyrchol o dros 100000 yuan.
2. Deuod clamp chwalu: foltedd bws allan o reolaeth
Mewn gwrthdroyddion aml-lefel, defnyddir deuodau clamp i gyfyngu ar amrywiadau foltedd bws DC. Os bydd y deuod clampio yn torri i lawr, gall y foltedd bws fod yn fwy na'r IGBT wrthsefyll ystod foltedd, gan achosi chwalfa gadwyn. Er enghraifft, profodd trawsnewidydd amledd foltedd canolig ddadansoddiad o'r deuod clamp, gan achosi i foltedd y bws DC ymchwyddo o 600V i 900V, gan arwain at ddifrod i bob un o'r 12 modiwl IGBT ac amser cau system o hyd at 72 awr.

3, Effeithiau lefel y system o ddadelfennu deuod
1. Ymyrraeth electromagnetig (EMI) ac ystumiad signal
Pan fydd deuod yn torri i lawr, bydd y newid cyflym mewn cerrynt cylched byr yn cynhyrchu ymyrraeth electromagnetig amledd uchel, sydd wedi'i gysylltu â'r gylched reoli trwy gynhwysedd parasitig ac yn achosi ystumiad y signal gyriant IGBT. Mewn achos trawsnewidydd pŵer gwynt, arweiniodd yr ymyrraeth EMI a achoswyd gan ddadelfennu'r deuod olwyn rydd at golli 10 μ s curiad y galon o'r signal gyriant IGBT, gan achosi i'r torque modur amrywio y tu hwnt i 20% a sbarduno larwm dirgryniad mecanyddol.
2. amddiffyn camweithrediad cylched a parlys system
Mae gwrthdroyddion modern fel arfer yn meddu ar swyddogaethau amddiffyn gorlif, gorfoltedd a gor-tymheredd. Fodd bynnag, gall dadansoddiad deuod arwain at gamfarnu'r gylched amddiffyn:
Camweithrediad amddiffyn overcurrent: Gellir camgymryd cerrynt cylched byr am newid sydyn mewn llwyth, gan sbarduno amddiffyniad cyfyngu cyfredol ac achosi gweithrediad derating system;
Methiant amddiffyn overvoltage: Os bydd y deuod clamp yn torri i lawr, mae pwynt monitro foltedd y bws yn methu, ac ni ellir actifadu'r amddiffyniad overvoltage;
Oedi amddiffyn gor-dymheredd: Gall y tymheredd ar y pwynt chwalu deuod fod yn uwch na'r tymheredd ar bwynt monitro'r synhwyrydd, gan achosi oedi wrth ysgogi'r amddiffyniad gor-dymheredd.
Mewn achos o wrthdröydd tyniant mewn tramwyfa rheilffyrdd penodol, achosodd y dadansoddiad o deuod rectifier gamweithrediad amddiffyn overcurrent, gan arwain at weithrediad derating aml y system. Yn y pen draw, oherwydd cronni gwres, ffrwydrodd y modiwl IGBT a stopiwyd y trên am 12 awr.
4, Strategaeth Amddiffyn a Dylunio Dibynadwyedd
1. Dylunio cylched: diswyddo a chyfyngu ar hyn o bryd
Dyluniad diangen: Yn y bont unionydd, mabwysiadir cyfluniad diangen "N+1", sy'n golygu bod deuodau ychwanegol wedi'u cysylltu yn gyfochrog. Pan fydd deuod sengl yn torri i lawr, gall y system barhau i weithredu ar gapasiti llai;
Gwrthydd cyfyngu cerrynt: Cysylltwch gwrthyddion gwrthiant bach (fel 0.1 Ω/5W) mewn cyfres ar draws y deuod i gyfyngu ar y cerrynt cylched byr brig;
Cylched byffer RC: Ychwanegu cylched byffer RC (fel C=0.1 μ F, R=10 Ω) i gylched cyfochrog deuod IGBT i amsugno'r gorfoltedd diffodd a lleihau straen gwrthdro'r deuod.
2. Monitro system: diagnosis amser real a chynnal a chadw rhagfynegol
Canfod delweddu thermol isgoch: Monitro tymheredd cragen deuod mewn amser real trwy ddelweddydd thermol isgoch, gan sbarduno larwm pan fydd y tymheredd yn uwch na'r gwerth graddedig o 15 gradd;
Monitro paramedr trydanol: Monitro amser real o gerrynt deuod trwy synwyryddion cerrynt (fel synwyryddion Neuadd), ac mae amddiffyniad yn cael ei actifadu pan fydd y cerrynt yn fwy na 1.2 gwaith y gwerth graddedig;
Rhagfynegiad bai AI: Hyfforddwch fodelau dysgu peiriannau yn seiliedig ar ddata hanesyddol i ragfynegi'r oes sy'n weddill (RUL) deuodau a disodli cydrannau risg uchel ymlaen llaw.