Conas dul i ngleic leis an dúshlán a bhaineann le dé-óidí -ardmhinicíochta sa chóras fuinnimh?

一, Príomhphointí pian na ndúshlán ardmhinicíochta
1. Trasnaíocht leictreamaighnéadach (EMI) caillteanas rialaithe
The high-frequency switching action (such as the di/dt of SiC MOSFET reaching 10 ³ -10 ⁴ A/μ s) will produce steep voltage spikes (dv/dt>10kV/μ s), as a dtagann feabhas suntasach ar sheoladh agus trasnaíocht radaíochta. Mar shampla, in inverters fótavoltach, d'fhéadfadh torann ardmhinicíochta cur isteach ar chóras monatóireachta voltais na heangaí cumhachta, rud a fhágann gur mó ná 5% earráidí fála sonraí; I stáisiúin bonn 5G, síneann an speictream EMI thar 30MHz, atá níos faide ná raon faoi chois na scagairí LC traidisiúnta. Ní mór scagairí cineál il-ordú π - a dhearadh, ach méadóidh sé caillteanais bhreise 2-3%.

2. Méadú tobann ar bhrú bainistíochta teirmeach
Méadaíonn minicíocht ard an dlús cumhachta go dtí os cionn 15kW/L, rud a fhágann go bhfuil méadú suntasach ar ghiniúint teasa in aghaidh an toirt aonaid. Ag glacadh le tiomáint inverter feithiclí nua fuinnimh mar shampla, ní mór teocht acomhal na dé-óidí SiC a rialú faoi bhun 125 céim faoi oibríocht ardmhinicíochta, agus níl an éifeachtacht diúscartha teasa fuaraithe traidisiúnta leordhóthanach (Níos lú ná nó cothrom le 50W / (m ² · K)), a éilíonn úsáid córas leachtaigh fuaraithe + teas, ach méadóidh sé meáchan an chórais leachtaigh agus an teas. Ina theannta sin, tá claochladáin ardmhinicíochta seans maith go mbeidh teochtaí tochrais áitiúla os cionn 150 céim mar gheall ar éifeachtaí craiceann agus gaireachta, rud a mhéadaíonn an baol go dtarlóidh rith as baile go teirmeach.

3. Feidhmíocht ábhair agus tranglam pacáistithe
Téann ábhair thraidisiúnta sileacain i dtreo a dteorainneacha fisiceacha ag minicíochtaí arda: féadann an t-am aisghabhála droim ar ais (TRR) de dhé-óidí sileacain na deicheanna go dtí na céadta nana-soicindí a shroicheadh, rud a fhágann caillteanais lasc os cionn 30%; Tá caillteanas iarainn claochladáin leatháin chruaiche sileacain ag 100kHz níos mó ná 100 uair níos mó ná an minicíocht chumhachta, rud a éilíonn úsáid croí-ábhair mhaighnéadacha ardmhinicíochta cosúil le cóimhiotail nanocrystalline, ach tá an costas ard (5-8 huaire níos mó ná leatháin chruaiche sileacain). I dtéarmaí pacáistithe, taispeánann pacáistiú traidisiúnta TO-247 ionduchtú seadánacha suntasach os cionn 100kHz, rud a éilíonn athrú go sliseanna smeach nó pacáistiú pleanach. Mar sin féin, tá an cosán diomailt teasa casta agus méadaíonn an costas 20-30%.

2, Cinn teicneolaíochta: leas iomlán a bhaint as slabhra iomlán ó fheistí go córais
1. Cur i bhfeidhm ábhair leathsheoltóra nua
Dé-óid chomhdhúile sileacain (SiC): Tá leithead bandáil na n-ábhar SiC trí huaire níos airde ná sileacain, sroicheann neart an réimse leictrigh miondealaithe 2- 3MV/cm, agus is féidir an t-am aisghabhála droim ar ais a ghiorrú go dtí roinnt deich nana-na-na-nascóidí. I inverters fótavoltach, laghdaíonn dé-óid SiC caillteanais aistrithe 30% agus baintear amach éifeachtacht chomhshó níos mó ná 98%; I tiomáint inverter feithiclí nua fuinnimh, tacaíonn a chobhsaíocht teocht ard (teocht an acomhal suas le 200 céim) ardán ardvoltais 800V, agus laghdaítear toirt an radaitheora 40%.
Dé-óid Nítríde Gailliam (GaN): Tá soghluaisteacht leictreoin 2000cm ²/(V · s) ag GaN, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach d’fheidhmchláir RF agus ardmhinicíochta. Sa deireadh tosaigh tonn milliméadar de stáisiúin bonn 5G, déanann dé-óid GaN ceartú agus braite comhartha éifeachtach a bhaint amach, ag laghdú tomhaltas cumhachta 30% i gcomparáid le feistí sileacain, agus ag tacú le hoibriú cobhsaí sa bhanna minicíochta 24GHz-52GHz.
Dé-óid ábhar déthoiseach: Úsáideann dé-óid Graphene tréithe banda-ní náid chun lascadh ardluais a bhaint amach sa bhanda minicíochta terahertz (THz), ag soláthar comhpháirteanna lárnacha le haghaidh réamhthaighde cumarsáide 6G; Baineann dé-óid MoS ₂ amach tréithe ceartúcháin in-ríomhchláraithe trí struchtúir heterojunction, ag athsholáthar feistí feidhmiúla iolracha i sliseanna ríomhaireachta in-athchumraithe agus ag feabhsú comhtháthú agus éifeachtúlacht fuinnimh.
2. Nuálaíocht sa teicneolaíocht pacáistithe
Struchtúr ingearach tríthoiseach: Trí úsáid a bhaint as eitseáil trinse domhain agus teicnící fáis epitaxial, déantar an cosán tarchurtha reatha a chlaochlú ó chothrománach go ingearach, ag méadú an dlús reatha go dtí os cionn 200A/cm ². Is féidir le dé-óid Ingearach SiC PiN na mílte volta de voltas droim ar ais a sheasamh i gcórais tarchurtha srutha dhírigh ardvoltais (HVDC), rud a laghdóidh líon na gcomhpháirteanna stáisiúin tiontaire agus caillteanais córais.
Teicneolaíocht mount dromchla (SMT) agus teicneolaíocht sliseanna smeach: Méadaíonn pacáistiú SMT an t-achar teagmhála idir dé-óid agus cláir chiorcaid, ag feabhsú éifeachtacht diomailt teasa 40%; Giorraíonn teicneolaíocht sliseanna inbhéartaithe an fad nasctha idir sliseanna agus cláir chiorcaid, laghdaítear caillteanais tarchurtha comhartha agus friotaíocht teirmeach, agus tá sé oiriúnach do chásanna ardmhinicíochta agus ardsrutha i ngléasanna leictreonacha deiridh.
Pacáistiú paraiméadar seadánacha íseal: Úsáid sreanga nasctha ionduchtúcháin íseal agus ábhair fhoshraitheanna toilleas íseal chun tionchar na bparaiméadar seadánacha pacáistithe ar fheidhmíocht ardmhinicíochta a laghdú. Mar shampla, tá an ionduchtacht seadánacha de phacáistiú modúl SiC a d'fhorbair fiontar áirithe chomh híseal le 2nH, agus tacaíonn sé leis an minicíocht aistrithe a mhéadú go dtí os cionn 1MHz.
3, Optamú Córais: Nuálaíocht Chomhoibríoch ó Dhearadh go Oibríochtaí
1. Dearadh faoi chois EMI agus comhoiriúnacht leictreamaighnéadach (EMC).
Teicneolaíocht scagacháin agus sciath il-orduithe: In inverters fótavoltach, úsáidtear meascán de scagairí de chineál π - agus scagairí mód coitianta chun torann ardmhinicíochta os cionn 30MHz a chosc; I stáisiúin nua luchtaithe feithiclí fuinnimh, úsáidtear sciath scragall copair agus clúdaigh miotail chun radaíocht leictreamaighnéadach a laghdú agus caighdeáin CISPR 32 a chomhlíonadh.
Teicneolaíocht lasctha bhog: Trí úsáid a bhaint as lascadh nialasach voltais (ZVS) nó lascadh sruth nialasach (ZCS) chun di/dt agus dv/dt a laghdú, íoslaghdaítear caillteanais aisghabhála. Mar shampla, tar éis teicneolaíocht aistrithe bog a chur i bhfeidhm ar fheiste leictreonach cumhachta áirithe, tháinig laghdú níos mó ná 25% ar thomhaltas fuinnimh iomlán an chórais.
Bainistíocht dinimiciúil EMI faoi thiomáint AI: ag baint úsáide as samhlacha meaisínfhoghlama chun anailís a dhéanamh ar shonraí oibriúcháin stairiúla, luaineachtaí reatha a thuar, agus straitéisí rialaithe dé-óid a bharrfheabhsú. Mar shampla, úsáideann scéim phaitinne áirithe líonraí neural chun an t-am seolta a choigeartú i bhfíor-am, ag laghdú torann EMI faoi 15dB.
2. Córas bainistíochta teirmeach a uasghrádú go cliste
Diomailt teasa ilchodach ábhar fuaraithe agus céime (PCM): I gcóras cumhachta na n-ionad sonraí, glactar le scéim diomailt teasa de phláta fuaraithe leachtach + líonadh PCM chun teocht acomhal dé-óid SiC a chobhsú faoi bhun 125 céim agus an dlús cumhachta a mhéadú go 20kW/L.
Insamhladh teirmeach agus barrfheabhsú topology: Insamhail dáileadh sreabhadh teasa dé-óidí ardmhinicíochta ag baint úsáide as uirlisí ar nós ANSYS Icepak, leagan amach PCB agus dearadh doirteal teasa a bharrfheabhsú. Mar shampla, laghdaigh tionscadal OBC feithicle fuinnimh nua méid an doirteal teasa 30% agus laghdaigh an t-ardú teochta 5 céim trí insamhalta teirmeach.
Algartam cúitimh teochta Chliste: Sa chóras inverter stórála fuinnimh, déanann an algartam AI an voltas tiomána dé-óid a choigeartú go dinimiciúil bunaithe ar fhíor-ardú teochta ama chun teip róthéamh a sheachaint. Leathnaíonn plean fiontair áirithe saol oibríochta leanúnach an chórais go dtí níos mó ná 10 mbliana i dtimpeallacht 45 céim.