Како повећати поузданост енергетских система са паралелним диодама?

一, Основни механизам паралелних диода
1. Експанзија струје и динамичко балансирање
Када је тренутни капацитет једне цеви недовољан, паралелна веза може да пробије уско грло струје. На пример, ново енергетско возило ОБЦ (-пуњач) користи четири 30А Шотки диоде паралелно, а кроз оптимизацију ПЦБ распореда, паразитска индуктивност се контролише унутар 2нХ. У комбинацији са цементним отпорником од 0,2 Ω, тренутно одступање у пуном температурном опсегу је<± 5%, and it has successfully passed AECQ101 certification. The key design points include:

Избор уређаја: Пожељно је изабрати Шоткијеве диоде са ВФ (предњи пад напона) дисперзијом мањом или једнаком 5%, као што је серија Таике Тианрун Г3С, чија је ВФ конзистенција 30% већа од обичних диода.
Контрола дељења струје: Повезивање отпорника за дељење струје од 0,1-0,5 Ω у серији може довести до балансиране дистрибуције струје, док су активни чипови за дељење струје (као што је ЛМ5041) погодни за сценарије високе прецизности и могу контролисати одступање струје унутар ± 2%.
Управљање топлотом: Паралелни размак већи од или једнак 5 мм, пакет ТО220 + хладњак се користи у сценаријима велике струје, а температура споја треба да се контролише да буде мања или једнака 110 степени у условима рада возила.
2. Редундантна архитектура{1}}толерантна на грешке
Паралелни дизајн може постићи изолацију грешке и резервисање сигурносне маргине. Типичне апликације укључују:

Индустријски ПЛЦ модул за напајање: усвајањем дизајна двоструке цеви против обрнутог повезивања, резервна грана се може повезати у року од 10 μс када главна цев поквари, обезбеђујући континуирани рад кључне опреме.
Ново енергетско возило БМС систем: Коришћењем двоструке ТВС диоде редундансе, стопа квара од 8 кВ је смањена са 12% на 0,3%. Патентирана технологија компаније Схандонг Аероспаце Веиненг користи други контактор паралелно са диодом против обрнутог кретања за праћење тренутног статуса у реалном-времену, формирајући шантско коло које смањује стварање топлоте једне цеви за 40% и продужава њен радни век за више од два пута.
3. Прилагођена решења за посебне сценарије
Развијте специјализоване дизајне за специфичне потребе:

Заштита од фотонапонске вруће тачке: Паралелне премосне диоде треба користити за сваких 15 соларних ћелија, а повратни отпорни напон треба да буде већи или једнак напону отвореног кола батерије (као што је коришћење диода од 1000 В за системе од 600 В), а треба изабрати моделе ниске струје цурења (као што је ИН4007). Када је одређена група ћелија батерије опструисана, премосница диода спроводи да би се избегао ефекат топлотне тачке који узрокује да батерије изгоре.
Заштита РС485 интерфејса: Двоструки регулатори напона од 18 В треба да буду повезани паралелно са отпорником за ограничавање струје од 4,7 Ω. Уређајима за усклађивање температурног коефицијента (као што је БЗКС84Ц18Л) треба дати предност да би се обезбедила стабилност комуникације.
2, Метода у четири корака за инжењерско пројектовање
1. Избор уређаја
Примене тренутног типа захтевају ВФ дисперзију мању или једнаку 5%, као што су диоде за брзи опоравак (ФРД) које треба да се упаре са параметрима капацитета споја (Цј мањи од или једнак 100пФ).
Примена за стабилизацију напона: захтева Зенер толеранцију мању или једнаку ± 2%. На пример, ТВС диоде морају да провере тачност напона стезања (као што је СМАЈ5.0А напон стезања мањи или једнак 7,8В).
Подударање пакета: ТО-247 пакет (као што је Ц3Д10060Х) је пожељнији за сценарије високог напона, са пузном стазом већом или једнаком 8 мм, што је 50% више од ТО-220.
2. Оптимизација управљања топлотом
Дизајн пута за дисипацију топлоте: Усвајање композитне структуре за дисипацију топлоте од бакарне подлоге и топлотно проводљиве силиконске масти, топлотни отпор се може смањити на 0,5 степени/В.
Надгледање температуре: Интегрисани НТЦ термистор (као што је серија МФ52), повратна информација-у реалном времену података о температури споја за БМС систем.
Верификација симулације: Коришћењем АНСИС Ицепак-а за симулацију дистрибуције температуре под различитим радним условима, оптимизујте размак између ребара хладњака (као што је повећање ефикасности одвођења топлоте за 20% у поређењу са размаком од 12 мм са размаком од 8 мм).
3. Стратегија унапређења заштите
Улазна заштита: Инсталирајте ТВС диоде (као што је П6КЕ36ЦА) за сузбијање пролазног пренапона, са временом одзива мањим или једнаким 1нс.
Филтрирање излаза: Паралелни керамички кондензатори (као што је 0,1 μ Ф Кс7Р материјал) се користе за филтрирање шума прекидача, са ЕСР мањим или једнаким 10м Ω.
Механизам за прекидање струјног кола: Повежите осигурач који се самоопоравља (ППТЦ) у паралелне гране, као што је серија ПолиСвитцх ЛВР, са временом деловања мањим или једнаким 5 секунди.
4. Стандарди тестирања валидације
Тест пораста температуре при пуном оптерећењу: Радите непрекидно 2 сата на 1,5 пута већој од називне струје да бисте осигурали температурну разлику мању или једнаку 10 степени.
Екстремно тестирање: Проверите механизам заштите струје 1,5 пута веће од номиналне, као што је симулација температурног шока од -40 степени ~150 степени кроз ХАЛТ (тест животног века високог убрзања).
ЕМЦ тестирање: У складу са стандардом ИЕЦ 61000-4-5, способан да издржи удар од 8кВ/5кА.
3, Анализа случаја типичне апликације
Случај 1: ДЦ бочна заштита фотонапонског претварача
Захтев: Систем од 1500В треба да издржи ударну струју од 20кА са ефикасношћу већом или једнаком 98%.
решење:

Главни исправљач: Изабрана је Таике Тианрун 1700В/50А СиЦ диода (Г3С750П), са ВФ=1.7В и Трр=8нс.
Заштита од пренапона: Тосхиба ХН1Д05ФЕ ТВС диода (ВР=400В, ИПП=20кА).
Ефекат: Ефикасност система побољшана за 2%, време одзива заштите од пренапона Мање или једнако 1нс, сертификовано од стране ТУ В Рхеинланд.
Случај 2: Транзитни вучни претварач железнице
Захтеви: систем од 3300В, фреквенција пребацивања 5кХз, потребно да издржи струју кратког-споја од 100кА.
решење:

Модул за исправљање: Таике Тианрун 3300В/50А СиЦ диода (Г3С33050П), ИФСМ=100кА.
Диода за брзи опоравак: АСЕМИ МУР3060ПТ (600В/30А, Трр=35нс).
Ефекат: Јачина система је смањена за 30%, губици прекидача су смањени за 40%, а прошао је ЕН50121-3-2 сертификат о електромагнетној компатибилности.