Conas struchtúr comhthreomhar dé-óid a dhearadh i gcóras fuinnimh iomarcach?

一, Roghnú gléas: Meaitseáil paraiméadar bunaithe ar radharc
1. Cumas reatha agus rialú discréideach
Ní mór do chórais iomarcacha dul i ngleic le cásanna teipe modúl aonair, agus caithfidh dé-óidí comhthreomhara na ceanglais seo a leanas a chomhlíonadh:

Iomarcaíocht srutha rátáilte: Ba cheart go mbeadh sruth rátáilte feadáin aonair Níos mó ná nó cothrom le sruth ualaigh uasta an chórais/(líon nasc comhthreomhar x 0.8), agus lamháil sábháilteachta 20% in áirithe. Mar shampla, i gcóras 48V/20A ina bhfuil 4 phíobán ceangailte go comhthreomhar, ba cheart múnla píopa amháin de 30A nó níos airde a roghnú.
Comhsheasmhacht titim voltais ar aghaidh: Ba chóir go mbeadh scaipeadh Vf dé-óid Schottky níos lú ná nó cothrom le 5% chun éagothroime dáileacháin reatha de bharr difríochtaí sa titim voltas seolta a sheachaint. I gcás OBC feithicle fuinnimh nua, bhí ceithre dé-óid 30A Schottky le diall Vf de ± 0.1V ceangailte go comhthreomhar, agus úsáideadh friotóir comhroinnte reatha 0.2 Ω chun diall reatha a bhaint amach.<± 5% in the entire temperature range.
2. Saintréithe droim ar ais agus ceanglais chosanta
Corrlach voltais a sheasamh: Ní mór don dé-óid VRRM a bheith níos mó ná nó cothrom le 1.5 uair an voltas uasta chórais. Mar shampla, i gcóras fótavoltach ceangailte le greille, is féidir le voltas ciorcad oscailte an phainéil gréine 1000V a bhaint amach, agus is gá dé-óid TVS le VRRM Níos mó ná nó cothrom le 1500V a roghnú.
leas iomlán a bhaint as am aisghabhála droim ar ais: dé-óidí aisghabhála ultra-tapa le Trr<50ns should be selected for high-frequency switching scenarios. In a power supply case of a certain communication base station, UF4007 diodes (Trr=35ns) were used instead of ordinary rectifiers to reduce reverse recovery losses by 70%.
2, Dearadh Topology: Iomarcaíocht agus Leithlisiú a Chothromú
1. Ailtireacht comhroinnte reatha comhthreomhar
Scéim roinnte reatha éighníomhach: Baintear amach an cothromú reatha trí fhriotóirí comhroinnte reatha ionduchtachta 0.1-0.5 Ω a nascadh i sraith. Glacann soláthar cumhachta PLC tionsclaíoch áirithe dearadh comhthreomhar dé-fheadáin, agus is féidir an brainse cúltaca a nascadh laistigh de 10 μ s nuair a theipeann ar an bpríomhfheadán. Déantar tomhaltas cumhachta an fhriotóra reatha roinnte a rialú laistigh de 0.5W.
Scéim comhroinnte reatha gníomhach: ag baint úsáide as sliseanna comhroinnte reatha gníomhacha ar nós LTC4370, déantar dáileadh dinimiciúil reatha a bhaint amach trí voltas geata a choigeartú. I gcás soláthair cumhachta lárionad sonraí, d'éirigh le córas comhthreomhar 4-fheadán earráid dáileadh reatha ualaigh a bhaint amach<± 2% through active current sharing control.
2. Dearadh leithlisiú iomarcach
N+1 topology iomarcach: Déantar an príomh-mhodúl agus an modúl cúltaca a leithlisiú le dé-óidí lena chinntiú nach gcuireann teip modúl amháin isteach ar aschur an chórais. Glacann an soláthar cumhachta de threalamh leighis áirithe dearadh iomarcaíochta 3+1, agus tá an modúl cúltaca scoite amach ón bpríomhchiorcad trí dé-óid, agus tá am lascadh locht níos lú ná 50 μ s.
Réiteach athsholáthair MOSFET cúl le cúl: I gcásanna ina dteastaíonn leithlisiú déthreoch, nasctar dhá MOSFET cainéal N-go-ais-go-ar ais agus comhcheangailte le sliseanna rialaithe LTC4416 chun leithlisiú ísealchaillteanas a bhaint amach. I gcás soláthair cumhachta freastalaí, laghdaigh an réiteach seo an titim voltas seolta ó 0.45V go 0.03V, rud a d'eascair méadú 12% ar éifeachtúlacht.
3, Bainistíocht theirmeach: sineirgíocht idir diomailt teasa agus iontaofacht
1. Ríomh tomhaltas cumhachta agus dearadh diomailt teasa
Caillteanais seolta a ríomh: P=Vf × Iavg, ba chóir dé-óid Vf íseal a chur in ord tosaíochta do chásanna ardsrutha. Mar shampla, faoi reatha de 12A, sroicheann tomhaltas cumhachta dé-óid Schottky 0.45V 5.4W, agus is gá doirteal teasa a shuiteáil; Níl ach tomhaltas cumhachta de 3.6W ag an dé-óid SiC Schottky 0.3V agus is féidir leis an teas a scaipeadh go nádúrtha.
Rialú friotaíochta teirmeach: Úsáid a bhaint as pacáistiú ísealfhriotaíochta teirmeach (cosúil le pacáistiú TO-220 le R θ JA =40 céim / W), in éineacht le ramhar seoltaí teirmeach silicone chun an teocht acomhal a rialú faoi bhun 125 céim . I gcás-staidéar ar mhodúl luchtaithe feithiclí leictreacha, laghdaíodh an t-ardú teochta dé-óid ó 45 céim go 25 céim trí limistéar scragall copair PCB a bharrfheabhsú (Níos mó ná nó cothrom le 100mm ²/A).
2. Leas iomlán a bhaint as leagan amach agus faoi chois paraiméadar paraiméadar
Rialú ionduchtais seadánacha: Nuair a bhíonn leagan amach PCB, ba cheart go mbeadh fad an ródú bioráin dé-óid<5mm to avoid the formation of oscillation circuits. In a certain photovoltaic inverter case, by arranging parallel diodes on the same side of the PCB, the parasitic inductance was reduced from 12nH to 2nH, and the reverse recovery overshoot voltage was reduced by 60%.
Dearadh cúplála teirmeach: I gcásanna dlús ardchumhachta, úsáidtear dearadh coiteann doirteal teasa chun cothromaíocht teocht na dé-óidí comhthreomhara a chinntiú. I gcás soláthair cumhachta cumarsáide áirithe, laghdaíodh an diall teochta acomhal ó 15 céim go 5 céim trí cheithre dé-óid a shuiteáil go docht i gcoinne an doirteal teasa.
4, Fíorú Innealtóireachta: lúb dúnta ón insamhalta go dtí an tomhas iarbhír
1. Fíorú insamhalta
Insamhladh múnla SPICE: Múnla LTspice a bhunú le haghaidh ciorcaid comhthreomhar dé-óid chun an éifeacht roinnte reatha agus an dáileadh teirmeach a fhíorú. I gcás soláthair cumhachta eitlíochta áirithe, fuarthas amach trí insamhalta go raibh éagothroime reatha 20% i dé-óid comhthreomhara. Tar éis na paraiméadair friotaíochta roinnte atá ann faoi láthair a bharrfheabhsú, laghdaíodh an éagothroime go 5%.
Anailís insamhalta theirmeach: Úsáidtear FloTHERM agus uirlisí eile chun an cosán diomailt teasa a insamhail agus chun struchtúr an doirteal teasa a bharrfheabhsú. I gcás-staidéar ar sholáthar cumhachta idirthurais iarnróid, coigeartaíodh airde eití an doirteal teasa ó 15mm go 20mm trí insamhalta, ag laghdú an teocht uasta acomhal ó 130 céim go 115 céim.
2. Tástáil iontaofachta
Tástáil HALT: Fíoraigh teorainneacha dearaidh trí thástáil saoil ardluais. I gcás soláthair cumhachta míleata, níor theip ar an struchtúr comhthreomhar dé-óid tar éis 1000 timthriall de rothaíocht teochta ó -40 céim go +125 céim .
Tástáil EMC: Fíoraigh an gcomhlíonann an torann a ghineann aisghabháil droim ar ais dé-óid an caighdeán. I gcás-staidéar ar sholáthar cumhachta feiste leighis, ceanglaíodh toilleoir 100pF go comhthreomhar trasna an dé-óid chun trasnaíocht radaithe a laghdú ó 45dB μ V go 35dB μ V.
5, Cásanna iarratais tipiciúla
1. Soláthar cumhachta iomarcach do stáisiúin bonn cumarsáide
Ag baint úsáide as 4 sholáthar cumhachta comhthreomhar 20A, gach ceann acu scoite amach ag dé-óid SR1660 Schottky (16A/60V). Déan iontaofacht ard a bhaint amach tríd an dearadh seo a leanas:

Roghnú friotóir comhroinnte reatha: friotóir stroighne 0.3 Ω/5W, ag cinntiú nach sáraíonn sruth an fheadáin aonair 15A
Dearadh diomailt teasa: limistéar doirteal teasa Níos mó ná nó cothrom le 200cm ², teocht an acomhal<110 ℃ under natural heat dissipation conditions
Feidhm chosanta: Sochtann dé-óid TVS (18V/1kW) borrtha, seachnaíonn varistor (150V) róvoltas
2. Modúl muirir le haghaidh feithiclí nua fuinnimh
Athsholáthar dé-óidí traidisiúnta le SiC MOSFETs chun iomarcaíocht ísealchaillteanas a bhaint amach:

Topeolaíocht: siar-go-ais C2M0080120D SiC MOSFET (1200V/80m Ω)
Scéim rialaithe: LTC4416 tiománaí, le titim voltas seolta ach 0.1V
Feabhsú éifeachtúlachta: I gcomparáid le réitigh dé-óid Schottky, tá méadú tagtha ar éifeachtacht an chórais ó 92% go 96%