Које су примене диода у системима интелигентних прекидача?

一, Технички принцип: Основне карактеристике диода подржавају интелигентну контролу
1. Једносмерна проводљивост гради сигурну границу
Карактеристике диода за провођење унапред и обрнуто чине их природном баријером за изоловање струја квара у интелигентним системима прекидача. На пример, у дистрибутивном систему једносмерне струје, када дође до кратког споја на страни оптерећења, диода повезана паралелно са излазом прекидача може брзо да се преокрене и искључи, спречавајући струју квара да тече назад на страну извора напајања и избегавајући оштећење опреме вишег-нивоа. Одређени интелигентни прекидач од 10кВ успешно је скратио време изолације кратког-квара на мање од 50 μс паралелним 10 1Н4007 диодама на крају напојног кола, што је 80% више од традиционалних механичких прекидача.

2. Функција брзог опоравка оптимизује ефикасност прекидача
Диоде од силицијум карбида (СиЦ) су идеалан избор за сценарије пребацивања високе{0}}фреквентне фреквенције због њиховог времена повратног опоравка на нивоу нс. У чврстом-модулу прекидача интелигентних прекидача, СиЦ диоде и ИГБТ/МОСФЕТ-ови формирају хибридни енергетски уређај који може да постигне прекидну брзину од μс. Експериментални подаци показују да коришћење Ц3Д06060А СиЦ диоде у инвертеру од 50 кВ смањује комутационе губитке за 62% у поређењу са уређајима на бази силикона{8}}и побољшава ефикасност система на 97,2%.

3. Прецизна заштита постигнута нелинеарним волт ампер карактеристикама
Диоде за пригушивање прелазног напона (ТВС) могу смањити пренапон на безбедан ниво за нс времена кроз ефекат лавинског пробоја. У модулу за заштиту од пренапона интелигентног прекидача, ТВС диода ради заједно са цеви за гасно пражњење да би формирала систем заштите од три-степена: ТВС првог степена апсорбује 90% прелазне енергије, цев за гасно пражњење другог степена испушта преосталу енергију, а варистор трећег степена обезбеђује континуирану заштиту. Након примене овог решења у дата центру, стопа кварова опреме узрокованих ударима грома смањена је за 92%.

2, Типични сценарији примене: од основне заштите до интелигентног{1}}доношења одлука
1. Заштита од прекомерне струје и локација квара
У тренутној фази узорковања интелигентног прекидача, исправљачки мост састављен од диода претвара АЦ сигнал у ДЦ за ФФТ анализу од стране микропроцесора. На пример, одређени тип интелигентног прекидача користи ГБЈ801 мост за постизање трофазног исправљања струје. У комбинацији са таласним алгоритмом, може прецизно идентификовати мала преоптерећења од 0,1 Ин (називна струја), што је 10 пута осетљивије од традиционалних термалних прекидача. У међувремену, анализом времена проводљивости диоде, систем може лоцирати фазу квара и скратити време локације квара са минута на милисекунде.

2. Оптимизација електромагнетне компатибилности (ЕМЦ).
Контролно коло у паметним прекидачима је подложно електромагнетним сметњама (ЕМИ) узрокованим радњама пребацивања. РЦ апсорпционо коло састављено од диода и кондензатора може ефикасно да потисне скокове напона. На пример, када је ИГБТ искључен, паралелни Рснап офф (10 Ω) и Цј (100нФ) могу смањити ди/дт са 500А/μс на 50А/μс, смањујући интензитет ЕМИ зрачења за 20дБ. Након примене ове шеме на одређени фотонапонски претварач, стопа пролазности стандардног теста ИЕЦ 61000-4-5 се повећала са 65% на 98%.

3. Двосмерна контрола тока снаге
У интелигентној гомили за пуњење са В2Г функцијом, низ диода остварује двосмерну контролу тока енергије између електричне мреже и батерије. У режиму пуњења, фотонапонска/мрежна диода проводи пуњење батерије; У режиму пражњења, диода на страни батерије спроводи и доводи струју у мрежу. 10кВ гомила за пуњење која користи СиЦ диоде има флуктуацију напона мању од 1% током пребацивања пражњења, што је три пута стабилније од уређаја на бази силицијума{5}}.

4. Праћење статуса и самодијагностика
Интелигентни прекидачи постижу управљање здрављем опреме праћењем температуре споја диода. На пример, уграђивање температурно осетљивих диода (ТСД) у модуле напајања резултира линеарном релацијом између пада напона унапред и температуре споја (Δ Вф/Δ Т ≈ -2мВ/степен). Одређени интелигентни прекидач од 500 кВ продужио је планирани циклус одржавања са 3 године на 5 година прикупљањем ТСД података у реалном времену и комбиновањем са ЛСТМ неуронском мрежом да би се предвидео животни век уређаја, смањујући трошкове рада и одржавања за 40%.

3, Иновативни развојни правац: Интеграција нових материјала и интелигенције
1. Популаризација полупроводничких уређаја са широким појасом
СиЦ диоде продиру из високонапонских поља у сценарије средњег и ниског напона. Након усвајања СиЦ Шоткијевих диода у 48В ДЦ дистрибуционом систему, губитак проводљивости је смањен са 3,5В на 0,8В, а ефикасност система је порасла за 1,2 процентна поена. Очекује се да ће до 2026. године тржишни удео СиЦ диода у паметним прекидачима премашити 30%.

2. Интеграција интелигентног диодног модула
Интегришите диоде са сензорима и управљачким колима да бисте формирали интелигентни модул напајања (ИПМ). На пример, ЦоолСиЦ који је покренуо Инфинеон ™ МОСФЕТ модул, са уграђеним-сензорима температуре и струје, може директно да комуницира са микропроцесором преко СПИ интерфејса да би се постигло праћење статуса-у реалном времену и прилагодљиво прилагођавање параметара заштите.

3. Примена технологије дигиталног близанаца
Успостављањем дигиталног модела близанаца параметара диоде, могу се предвидети перформансе уређаја у екстремним условима рада. Модел диодне термоелектричне спреге који је развила одређена истраживачка институција, у комбинацији са алгоритмима машинског учења, може упозорити на ризик да температура споја прелази 72 сата унапред, са стопом тачности од 95%.