Cad é an tionchar atá ag miondealú dé-óid ar an inverter?

一, Cineálacha agus meicníochtaí fisiceacha miondealú dé-óid
Is féidir miondealú dé-óid a roinnt ina dhá chineál: miondealú leictreach agus miondealú teirmeach, agus tá dlúthbhaint ag a meicníochtaí fisiceacha le hairíonna ábhartha, tiúchan dópála, teocht, agus fachtóirí eile.

1. Miondealú leictreach: próiseas fisiceach inchúlaithe
Cuimsíonn miondealú leictreach dhá mheicníocht: miondealú Zener agus miondealú avalanche

Miondealú Zener: tarlaíonn sé in acomhail PN arddhópáilte (cosúil le rialtóirí voltais), áit a bhfuil leithead an tsraith ídithe thar a bheith cúng (<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). Luasghéaraíonn voltas droim ar ais iompróirí mionlaigh, rud a fhágann go imbhuaileann siad leis na laitíse agus gineann siad iompróirí nua, rud a chruthaíonn imoibriú slabhra avalanche. Tá an voltas miondealú avalanche níos airde go ginearálta ná 6V agus tá comhéifeacht teocht dearfach (méadaíonn an voltas miondealú le teocht).
Go bunúsach is próiseas fisiceach inchúlaithe é miondealú leictreach.

2. Miondealú teirmeach: teip tubaisteach dochúlaithe
Nuair a leanann an sruth droim ar ais ag méadú tar éis miondealú leictreach, nó nuair a dhéantar bearta reatha gan teorainn sa chiorcad, sáraíonn tomhaltas cumhachta an acomhal PN an luach teorann, rud a fhágann go bhfuil ardú géar ar theocht an acomhal. Ag an bpointe seo, faigheann na leictreoin valence sa bhanna comhfhiúsach go leor fuinnimh chun briseadh saor ó shrianta adamhach, ag cruthú líon mór de na péirí poll leictreon saor in aisce, ag cur níos measa ar an bhfás reatha agus ag cruthú lúb aiseolais dearfach. Faoi dheireadh, leáigh an t-acomhal PN mar gheall ar róthéamh, ag cruthú ciorcad gearr buan, ar a dtugtar miondealú teirmeach. Tá miondealú teirmeach do-aisiompaithe, agus caillfidh an dé-óid a fheidhm go hiomlán.

2, Dochar díreach miondealú dé-óid d'inverters
Úsáidtear dé-óid inverters go príomha le haghaidh ceartú, rothlú saor, agus clampála, agus is féidir go n-eascraíonn a gcuid miondealú ar iomadú locht ar bhealaí éagsúla.

1. Miondealú dé-óid a cheartú: ciorcad gearr cumhachta agus pléascadh toilleora
I inverters fótavoltach nó foinsí cumhachta tionsclaíocha, tá an droichead ceartaitheoir comhdhéanta de 6 dé-óid (3 chatóid coitianta agus 3 anóid coitianta). Má dhéantar dé-óid aonair a bhriseadh síos go teirmeach chun ciorcad gearr a dhéanamh, cuirfidh sé faoi deara cuaillí dearfacha agus diúltacha an bhus DC a sheoladh go díreach, rud a fhágann go mbeidh ciorcad gearr cumhachta ann. Ag an bpointe seo, téann an toilleoir scagtha suas go tapa mar gheall ar róshrutha, rud a fhágann go dtiocfaidh an leictrilít i vaporize agus a leathnú, rud a d'fhéadfadh pléascadh a bheith mar thoradh air. Mar shampla, i stáisiún cumhachta fótavoltach áirithe, ba chúis le miondealú an dé-óid ceartaitheora an toilleoir taobh DC a phléasc, rud a d'eascair scriosadh an mhodúil inverter iomlán agus caillteanas eacnamaíoch díreach de níos mó ná 100000 yuan.
2. Miondealú dé-óid clamp: Voltas bus as rialú
In inverters illeibhéil, úsáidtear dé-óideanna clamp chun luaineachtaí voltas bus DC a theorannú. Má bhriseann an dé-óid clampála síos, féadfaidh an voltas bus a bheith níos mó ná an raon voltais sheasamh IGBT, rud a fhágann miondealú slabhra. Mar shampla, d'fhulaing tiontaire minicíochta meánvoltais briseadh síos ar an dé-óid clamp, rud a fhágann go n-ardóidh voltas bus DC ó 600V go 900V, rud a d'fhág damáiste do gach modúl 12 IGBT agus am múchadh córais suas le 72 uair an chloig.

3, Éifeachtaí leibhéal an chórais miondealú dé-óid
1. Cur isteach leictreamaighnéadach (EMI) agus saobhadh comhartha
Nuair a bhriseann dé-óid, ginfidh an t-athrú tapa i sruth gearrchiorcaid trasnaíocht leictreamaighnéadach ardmhinicíochta, a chuirtear i dteannta leis an gciorcad rialaithe trí toilleas seadánacha agus a chruthóidh saobhadh ar chomhartha tiomána IGBT. I gcás tiontaire cumhachta gaoithe, mar thoradh ar an gcur isteach EMI de bharr miondealú an dé-óid freewheeling cailleadh 10 μ s de chomhartha tiomána IGBT, rud a d'fhág go raibh an chasmhóimint mótair ag luainiú níos faide ná 20% agus a chuir tús le haláram creathadh meicniúil.
2. Mífheidhmiú ciorcad cosanta agus pairilis an chórais
De ghnáth bíonn inverters nua-aimseartha feistithe le feidhmeanna forshrutha, overvoltage, agus ró-teocht. Mar sin féin, d’fhéadfadh go ndéanfaí míbhreithiúnas ar an gciorcad cosanta a bheith mar thoradh ar mhiondealú dé-óid:
Mífheidhmiú cosanta forshrutha: D'fhéadfaí a rá go bhfuil sruth gearrchiorcad ag athrú go tobann ar an ualach, rud a chuirfeadh cosaint theorannaithe reatha i bhfeidhm agus go n-oibreodh an córas derating;
Teip cosanta overvoltage: Má bhriseann an dé-óid clamp síos, teipeann an pointe monatóireachta voltas bus, agus ní féidir an chosaint overvoltage a chur i ngníomh;
Moill ar chosaint ró-teocht: Féadfaidh an teocht ag an bpointe miondealú dé-óid a bheith níos airde ná an teocht ag an bpointe monatóireachta braiteora, rud a fhágann go gcuirfear moill ar an gcosaint ró-teocht.
I gcás inverter tarraingthe in idirthuras iarnróid áirithe, ba chúis le miondealú an dé-óid choigeartaithe mí-oibriú cosanta forshrutha, rud a d'eascair oibriú an chórais derating go minic. Faoi dheireadh, mar gheall ar charnadh teasa, phléasc an modúl IGBT agus stop an traein ar feadh 12 uair an chloig.
4, Straitéis Chosanta agus Dearadh Iontaofachta
1. Dearadh ciorcad: iomarcaíocht agus teorannú reatha
Dearadh iomarcach: Sa droichead ceartaitheora, glactar le cumraíocht iomarcach "N+1", rud a chiallaíonn go bhfuil dé-óidí breise ceangailte go comhthreomhar. Nuair a bhriseann dé-óid amháin, is féidir leis an gcóras oibriú fós ag cumas laghdaithe;
Friotóir teorannaithe srutha: Ceangail friotóirí beaga friotaíochta (amhail 0.1 Ω/5W) i sraith trasna na dé-óid chun an buaicsruth ciorcaid a theorannú;
Ciorcad maolánach RC: Cuir ciorcad maolánach RC (cosúil le C=0.1 μ F, R=10 Ω) le ciorcad comhthreomhar dé-óid IGBT chun an róvoltas a mhúchadh agus strus droim ar ais an dé-óid a laghdú.
2. Monatóireacht córais: diagnóis fíor-ama agus cothabháil thuarthach
Brath íomháithe teirmeach infridhearg: Monatóireacht a dhéanamh i bhfíor-am ar theocht an bhlaosc dé-óid trí íomháóir teirmeach infridhearg, ag cur aláraim nuair a sháraíonn an teocht an luach rátáilte 15 céim;
Monatóireacht paraiméadar leictreach: Monatóireacht fíor-ama ar an dé-óid atá ann faoi láthair trí na braiteoirí reatha (cosúil le braiteoirí Hall), agus cuirtear an chosaint i ngníomh nuair a sháraíonn an sruth 1.2 uair an luach rátáilte;
Réamh-mheas locht AI: Samhlacha meaisínfhoghlama a thraenáil bunaithe ar shonraí stairiúla chun an saolré atá fágtha (RUL) dé-óidí a thuar agus comhpháirteanna ardriosca a athsholáthar roimh ré.