Ki jan dyod reyaji byen vit nan modil chanje chaj?

一, baz fizik repons rapid nan diodes
1. Inidirectional konduktiviti ak karakteristik switching
Karakteristik debaz la nan yon dyòd manti nan konduktiviti nan unidireksyon nan junction PN a: lè vòltaj la anod pi wo pase vòltaj la katod, junction PN a kondui yo fòme yon chemen aktyèl; Anba vòltaj ranvèse, junction PN a koupe ak bloke aktyèl la. Karakteristik sa a fè li yon natirèl "elektwonik switch" ki ka byen vit etabli oswa koupe chemen aktyèl pandan chanjman chaj. Pou egzanp, nan yon sikwi redresman pon yon sèl faz -, kat dyod altène kondiksyon konvèti kouran altènatif nan kouran dirèk pulsasyon, ak yon peryòd switch senkronize ak frekans AC antre ak yon tan repons nan mikrosgond.

2. Optimizasyon Tan Rekiperasyon Ranvèse (TRR)
Lè yon dyod chanje soti nan yon eta kondwi a yon eta koupe, li bezwen lage transpòtè yo minorite ki estoke nan junction PN a, ki rele rekiperasyon ranvèse. TRR nan dyod redresman tradisyonèl yo ka rive jwenn dè santèn de nanosegond, pandan y ap dyod rekiperasyon rapid (FRD) rakousi TRR a nan dè dizèn de nanosegond atravè yon estrikti junction PIN (P-kalite kouch intrinsèque N-), ak dyod rekiperasyon ultra vit (UFRDs) ka menm mwens pase nanosegond. Pou egzanp, TRR nan dyod rekiperasyon ultrarapid UF4007 la se sèlman 35 nanosegond, sa ki pèmèt li reyalize chanjman san reta nan kondui motè PWM frekans segondè -.

3. Majorite mekanis konpayi asirans nan dyod Schottky
Dyòd Schottky sèvi ak junction metal semi-conducteurs (MS junctions) pou reyalize kondiksyon nan transpò majorite konpayi asirans (elektron), san yo pa bezwen pwosesis rekonbinasyon konpayi asirans minorite, kidonk elimine tan rekiperasyon ranvèse. Vitès chanje li yo ka rive nan nivo pikosecond (10 ^ - 12 segonn), epi li ka konplètman elimine Spikes vòltaj ki te koze pa rekiperasyon ranvèse nan ekipman pou pouvwa switch segondè-frekans. Pou egzanp, nan yon sistèm otobis 48V DC, dyod Schottky ka diminye depase vòltaj la pandan chaj chanje soti nan 50V nan dyod tradisyonèl nan 5V.

2, senaryo aplikasyon kle nan chanje chaj
1. Pwoteksyon aktyèl kontinyèl pou charj endiktif
Nan senaryo chaj endiktif tankou kondwi motè ak kontwòl relè, fòs elektwomobil ranvèse ki te pwodwi pa bobin an lè tib switch la etenn ka rive 3-5 fwa vòltaj opinyon an, menase seryezman sekirite aparèy kondwi a. Nan pwen sa a, dyod paralèl freewheeling yo bezwen fè nan nanosgond pou bay yon chemen lage pou enèji endiktif. Pou egzanp, nan kontwòl motè 24V DC, itilize nan dyòd rekiperasyon rapid FR107 (TRR=50ns) ka siprime Spike nan vòltaj ranvèse soti nan 200V a 60V, pandan y ap evite delè a atenuasyon enèji mayetik ki te koze pa dyòd tradisyonèl 1N4007 (TRR{=300ns).

2. Endepandan chanje chaj miltip
Nan sistèm kontwòl PLC oswa elektwonik otomobil, chay miltip bezwen chanje poukont yo epi evite entèferans mityèl. Nan pwen sa a, chak sikwi chaj bezwen ekipe ak yon dyod freewheeling endepandan epi elimine entèferans bouk tè atravè yon konsepsyon tè ki gen fòm etwal. Pou egzanp, yon sèten modil kontwòl kò machin sèvi ak yon 12 chanèl endepandan freewheeling diode etalaj, konbine avèk SM4007 kalite sifas monte dyod pouvwa (ak yon zòn dissipation chalè twa fwa pi gwo pase anbalaj tradisyonèl), pou reyalize yon pousantaj siksè 99.9% nan seri tanperati a nan -40 degre a 125 degre.

3. Synchrone redresman pou konvèsyon pouvwa efikas
Nan ekipman pou pouvwa mòd switch, teknoloji redresman synchrone ranplase dyod tradisyonèl ak MOSFET ak gout vòltaj kondiksyon ki ba, men li mande dyod kòm konpozan oksilyè freewheeling. Nan pwen sa a, dyod rekiperasyon ultrarapid la bezwen konplete kontinyasyon aktyèl la nan moman MOSFET la etenn (anjeneral<10ns) to avoid output voltage drop. For example, in a 48V/12V DC-DC converter, C3D10065F silicon carbide Schottky diode (VF) is used= 0.65V@10A )The conversion efficiency can be increased from 92% to 96%.

3, endistri solisyon ak teknoloji tandans
1. Seleksyon aparèy ak matche paramèt
Senaryo frekans segondè: UFRD oswa dyod Schottky yo pi pito. Pou egzanp, nan yon kondwi motè 20kHz, TRR (35ns) nan UF4007 tip UFRD redwi pa 88% konpare ak 1N4007 (300ns), sa ki ka diminye pèt chanje pa 40%.
Segondè senaryo aktyèl: lè l sèvi avèk sifas mòn dyod pouvwa oswa anbalaj modilè. Pou egzanp, efikasite nan dissipation chalè nan SM4007 SMD dyod (4A / 1000V) se de fwa sa yo ki nan DO-41 pake, fè li apwopriye pou layout dans nan etalaj relè.
Senaryo vòltaj segondè: Chwazi pile Silisyòm segondè vòltaj oswa dyòd carbure Silisyòm. Pou egzanp, 2DLG segondè -Voltaj Silisyòm pile (2000V/1A) ka kenbe tèt ak DC otobis otobis nan varyateur fotovoltaik, pandan y ap VF nan seri C3D silisyòm carbure dyod (1200V/10A) redwi pa 50% konpare ak dyod Silisyòm.
2. Layout optimize ak parazit kontwòl paramèt
Vin pi kout bouk la: Mete dyod freewheeling la pi pre chay la ke posib pou redwi enduktans routage a. Pou egzanp, nan PCB kondwi motè a, kontwole distans ki genyen ant dyod la ak peny motè a nan 3mm ka diminye depase vòltaj soti nan 50V a 15V.
Tè endepandan: Adopte yon konsepsyon tè ki gen fòm etwal pou evite kouple entèferans ki te koze pa fil tè pataje. Pou egzanp, nan yon tablo kontwòl relè milti, konfigirasyon sikui baz endepandan pou chak chanèl ka diminye to a fo deklanche soti nan 5% a 0.1%.
Rezo tanpon: Paralèl sikwi absòpsyon RC oswa tib TVS nan nœuds kritik. Pou egzanp, pa paralèl yon rezo absòpsyon 10 Ω / 0.1 μ F RC ant MOSFET ak chaj endiktif, ka koupe Spike vòltaj la dwe siprime soti nan 100V a 40V.
3. Teknoloji émergentes ak aplikasyon pou materyèl
Dyòd carbure Silisyòm (SiC): gwo jaden elektrik kritik (2.8MV/cm) ak gwo vitès saturation elèktron (2 × 10 ^ 7cm / s) nan materyèl SiC bay li ak ultra - gout vòltaj kondiksyon ba (VF)< 0.7V@10A )And extremely short TRR (<10ns). For example, C3D series SiC diodes can improve efficiency by 1.5% and reduce heat sink volume by 30% in photovoltaic inverters.
Solisyon Entegrasyon Nitrure Galyòm (GaN): Entegrasyon sèl -chip GaN HEMT ak dyod Schottky pèmèt chanje chaj ak frekans chanje jiska MHz. Pou egzanp, modil la entegrasyon pouvwa GaN te lanse pa konpayi EPC ka diminye volim nan 1/5 nan solisyon tradisyonèl nan konvèsyon 48V / 12V.
4, ka etid: Optimizasyon pratik nan sistèm kondwi motè
Yon sèten kondwi servo endistriyèl ki gen eksperyans pik vòltaj ki depase estanda a pandan frenaj gwo -vitès, sa ki lakòz domaj souvan nan IGBT kondwi a. Konsepsyon orijinal la te itilize yon dyòd 1N4007 kòm eleman freewheeling, men TRR li yo (300ns) pa ka absòbe motè a tounen fòs elektwomobil nan yon fason apwopriye. Rezoud pwoblèm nan atravè mezi optimize sa yo:

Mizajou aparèy: Ranplase ak dyòd rekiperasyon ultrarapid kalite UF4007 (TRR=35ns), diminye Spike nan vòltaj ranvèse soti nan 200V a 60V.
Amelyorasyon Layout: Deplase dyod freewheeling la tou pre tèminal motè a, diminye longè fil elektrik la soti nan 50mm a 10mm, epi redwi enduktans parazit la soti nan 50nH a 10nH.
Rezo tanpon: Konekte yon sikwi absòpsyon 10 Ω/0.1 μ F RC an paralèl ant pèseptè IGBT a ak tèminal motè a pou plis siprime depase vòltaj a 40V.
Apre optimize, sistèm nan reyalize operasyon ki estab nan yon frekans chanje nan 10kHz, ak to a echèk IGBT diminye soti nan 3 fwa pa mwa a zewo echèk, ak yon amelyorasyon efikasite nan 2.3%.