Која питања одвођења топлоте треба узети у обзир када користите диоде у инвертерима?

一, Дизајн оптимизације путање одвођења топлоте

1. Оптимизација топлотног дизајна ПЦБ-а
Ширење бакарне фолије: Повећање површине анодне/катодне бакарне фолије (као што је надоградња са 1 оз на 2 оз) може смањити термичку отпорност за 30%. На пример, постављањем отвора за дисипацију топлоте (пречник 0,5 мм, размак 1 мм) око диодних јастучића, топлота се може одвести до доњег слоја ПЦБ-а, побољшавајући ефикасност одвођења топлоте за 25%.
Изолација распореда: Да би се избегло термичко спајање између енергетских диода и контролних кола, препоручује се размак већи од или једнак 5 мм. Због недовољног размака између МОСФЕТ-ова и диода у одређеном аутомобилском инвертору, температура контролног чипа је премашила стандардну, узрокујући лажне заштитне акције.
2. Избор методе одвођења топлоте
Расипање топлоте хлађењем ваздухом: погодно за сценарије са густином снаге<5W/cm ³, requiring control of airflow velocity ≥ 2m/s. For example, a 10kW household energy storage inverter uses an axial fan to control the diode junction temperature within 110 ℃.
Расипање топлоте хлађењем течним хлађењем: Када је густина снаге већа од 10В/цм³, систем за течно хлађење може смањити температуру споја за 40 степени. Након усвајања модула са течним хлађењем, животни век диода у УПС-у дата центра је продужен са 8 на 15 година.
Материјал за промену фазе (ПЦМ): У скученом простору, ПЦМ може да апсорбује тренутни топлотни удар. Експерименти су показали да уграђивање ПЦМ-а у инвертер од 5кВ смањује амплитуду температурних флуктуација диоде за 60%.
2, Кључне мере у инжењерској пракси
1. Критеријуми за избор уређаја
Маргина напона и струје: Називни напон диоде треба да буде већи или једнак 1,5 пута максималног напона система, а називна струја треба да буде већа или једнака 2 пута просечне струје. На пример, у фотонапонском систему од 1000 В, потребно је изабрати диоду отпорну на напон од 1200 В.
Ниске ВФ и ниске ИР карактеристике: Уређаји са ВФ<0.5V (Schottky diodes) or VF<1.5V (SiC diodes) are preferred. After using STPS30H100 Schottky diode (VF=0.4V) in a certain micro inverter, the efficiency was improved by 1.2%.
2. Праћење температуре у реалном времену
НТЦ термистор: Уграђен са НТЦ унутар пакета диода, може пратити температуру споја у реалном времену. Одређени фотонапонски претварач динамички прилагођава фреквенцију пребацивања преко НТЦ повратне спреге, смањујући опсег флуктуације температуре диодног споја са ± 15 степени на ± 5 степени.
Инфрацрвена термална слика: Редовна инфрацрвена детекција се користи за идентификацију локалних врућих тачака. Током одржавања претварача енергије ветра, установљено је да су диодни јастучићи за лемљење виртуелни, узрокујући локални пораст температуре до 80 степени. Након поправке, ефикасност система је враћена на 98,5%.
3. Смањена стратегија коришћења
Подесите излазну снагу према температури околине:

Окружење од 40 степени: користите са смањењем оцене од 5%;
Окружење од 60 степени: користите са смањењем оцене од 20%.
Пустињска фотонапонска електрана применила је стратегију смањења капацитета, смањујући стопу квара диода са 0,8% годишње на 0,2% годишње.