Ki jan yo rezoud pwoblèm ki genyen nan gwo -dyòd frekans nan sistèm enèji a?

一, Pwen doulè debaz yo nan gwo -defi frekans yo
1. Pèt kontwòl entèferans elektwomayetik (EMI).
The high-frequency switching action (such as the di/dt of SiC MOSFET reaching 10 ³ -10 ⁴ A/μ s) will produce steep voltage spikes (dv/dt>10kV/μ s), sa ki lakòz kondiksyon siyifikativman amelyore ak entèferans radyasyon. Pou egzanp, nan varyateur fotovoltaik, gwo -bri frekans ka entèfere ak sistèm siveyans vòltaj la nan griy elektrik la, sa ki lakòz erè akizisyon done ki depase 5%; Nan estasyon debaz 5G, spectre EMI a pwolonje pi lwen pase 30MHz, ki se pi lwen pase seri repwesyon filtè LC tradisyonèl yo. Filtè kalite milti lòd π - bezwen fèt, men li pral ogmante pèt adisyonèl pa 2-3%.

2. Ogmantasyon toudenkou nan presyon jesyon tèmik
Segondè frekans ogmante dansite pouvwa a plis pase 15kW/L, sa ki lakòz yon ogmantasyon siyifikatif nan jenerasyon chalè pou chak volim inite. Lè w pran varyateur kondwi a nan machin enèji nouvo kòm egzanp, tanperati junction nan dyod SiC bezwen kontwole pi ba pase 125 degre anba gwo -operasyon frekans, ak tradisyonèl lè -refwadi efikasite dissipation chalè a se ensifizan (mwens pase oswa egal a 50W / (m² · K)), men ki nesesè yo itilize sistèm refwadisman nan yon tiyo, men ki nesesè pou yon sistèm refwadisman ogmante. pwa ak pri. Anplis de sa, gwo -transfòmatè frekans yo gen tandans fè tanperati likidasyon lokal ki depase 150 degre akòz efè po ak pwoksimite, plis vin pi grav risk pou yo sove tèmik.

3. Pèfòmans materyèl ak anbalaj anbalaj
Materyèl tradisyonèl ki baze sou Silisyòm-apwoche limit fizik yo nan frekans segondè yo: tan rekiperasyon ranvèse (TRR) nan dyod Silisyòm ka rive jwenn dè dizèn a dè santèn de nanosegond, sa ki lakòz pèt switch kontablite pou plis pase 30%; Pèt an fè nan transfòmatè fèy Silisyòm asye nan 100kHz se plis pase 100 fwa sa yo ki nan frekans pouvwa a, ki mande pou itilize nan segondè -frekans materyèl nwayo mayetik tankou alyaj nanokristalin, men pri a se wo (5-8 fwa sa yo ki nan fèy Silisyòm asye). An tèm de anbalaj, anbalaj tradisyonèl TO-247 montre siyifikatif enduktans parazit pi wo a 100kHz, ki egzije yon switch pou baskile chip oswa anbalaj plan. Sepandan, chemen dissipation chalè a konplèks ak pri a ogmante pa 20-30%.

2, zouti teknolojik: optimize chèn konplè soti nan aparèy ak sistèm yo
1. Aplikasyon nouvo materyèl semi-conducteurs
Silisyòm carbure (SiC) Dyòd: Lajè bandgap nan materyèl SiC se twa fwa sa yo ki nan Silisyòm, fòs nan pann elektrik jaden an rive nan 2 - 3MV / cm, ak tan an rekiperasyon ranvèse ka vin pi kout nan plizyè dizèn nan nanosegond. Nan varyateur fotovoltaik, dyòd SiC diminye pèt chanje pa 30% epi reyalize efikasite konvèsyon ki depase 98%; Nan varyateur la kondwi nan machin enèji nouvo, estabilite segondè tanperati li yo (tanperati junction jiska 200 degre) sipòte platfòm 800V wo-vòltaj, ak volim radyatè a redwi pa 40%.
Nitrure Galyòm (GaN) Dyòd: GaN gen yon mobilite elèktron 2000cm ²/(V · s), ki fè li apwopriye pou aplikasyon pou RF ak segondè -frekans. Nan fen vag milimèt nan estasyon baz 5G, dyod GaN reyalize redresman siyal efikas ak deteksyon, diminye konsomasyon pouvwa pa 30% konpare ak aparèy Silisyòm, ak sipòte operasyon ki estab nan gwoup la frekans 24GHz-52GHz.
Dyòd materyèl ki genyen de dimansyon: Dyòd grafèn itilize karakteristik zewo bandgap pou reyalize gwo -vitès chanje nan gwoup frekans terahertz (THz), bay eleman debaz pou rechèch kominikasyon 6G anvan; Dyòd MoS ₂ reyalize karakteristik redresman pwogramasyon atravè estrikti heterojunction, ranplase plizyè aparèy fonksyonèl nan chips informatique reconfigurable ak amelyore entegrasyon ak efikasite enèji.
2. Inovasyon nan teknoloji anbalaj
Twa dimansyon estrikti vètikal: Lè w sèvi ak gwo twou san fon tranche ak teknik kwasans epitaxial, chemen transmisyon aktyèl la transfòme soti nan orizontal nan vètikal, ogmante dansite aktyèl la a plis pase 200A/cm². Dyòd vètikal SiC PiN ka kenbe tèt ak dè milye de vòlt nan vòltaj ranvèse nan gwo -vòltaj transmisyon kouran dirèk (HVDC), diminye kantite konpozan konvètisè estasyon ak pèt sistèm.
Teknoloji mòn sifas (SMT) ak teknoloji baskile chip: anbalaj SMT ogmante zòn kontak ant dyod ak ankadreman sikwi, amelyore efikasite dissipation chalè pa 40%; Teknoloji chip Envèse diminye distans koneksyon ant chips ak ankadreman sikwi, diminye pèt transmisyon siyal ak rezistans tèmik, epi li apwopriye pou gwo -frekans ak senaryo aktyèl segondè nan aparèy elektwonik segondè-.
Anbalaj parazit ki ba: Sèvi ak fil lyezon enduktans ki ba ak materyèl substrate kapasite ki ba pou diminye enpak paramèt parazit anbalaj sou pèfòmans frekans segondè -. Pou egzanp, enduktans parazit nan anbalaj modil SiC devlope pa yon antrepriz sèten se osi ba ke 2nH, epi li sipòte ogmante frekans nan chanje pi wo a 1MHz.
3, Optimizasyon sistèm: Inovasyon kolaboratif soti nan konsepsyon ak operasyon
1. EMI repwesyon ak elektwomayetik konpatibilite (EMC) konsepsyon
Filtrage milti lòd ak pwoteksyon teknoloji: Nan envèstisè fotovoltaik, yo itilize yon konbinezon de filtè π - ak mòd komen pou siprime bri frekans segondè -pi wo pase 30MHz; Nan nouvo estasyon rechaj machin enèji yo, yo itilize papye kòb kwiv mete pwoteksyon ak kouvèti metal pou diminye radyasyon elektwomayetik epi satisfè estanda CISPR 32.
Teknoloji switch mou: Lè w itilize switch zewo vòltaj (ZVS) oswa switch aktyèl zewo (ZCS) pou diminye di/dt ak dv/dt, pèt rekiperasyon ranvèse yo minimize. Pou egzanp, apre yo fin aplike teknoloji chanjman mou nan yon sèten pouvwa aparèy elektwonik, konsomasyon enèji jeneral nan sistèm nan diminye pa plis pase 25%.
AI kondwi dinamik EMI jesyon: itilize modèl aprantisaj machin pou analize done istorik fonksyònman, predi fluctuations aktyèl yo, ak optimize estrateji kontwòl dyod. Pou egzanp, yon konplo patant sèten itilize rezo neral ajiste distribisyon an kondiksyon an tan reyèl, diminye EMI bri pa 15dB.
2. Entelijan amelyorasyon nan sistèm jesyon tèmik
Refwadisman likid ak materyèl chanjman faz (PCM) konpoze chalè dissipation: Nan sistèm pouvwa a nan sant done, yo adopte yon konplo dissipation chalè nan plak refwadisman likid + PCM ranpli pou estabilize tanperati junction nan SiC dyod pi ba pase 125 degre ak ogmante dansite pouvwa a 20kW / L.
Simulation tèmik ak optimize topoloji: Simile distribisyon koule chalè nan dyòd frekans segondè lè l sèvi avèk zouti tankou ANSYS Icepak, optimize layout PCB ak konsepsyon koule chalè. Pou egzanp, yon nouvo pwojè enèji machin OBC redwi volim koule chalè a pa 30% ak bese ogmantasyon tanperati a pa 5 degre atravè simulation tèmik.
Algorithm konpansasyon tanperati entèlijan: Nan sistèm varyateur depo enèji a, algorithm AI a ajiste dinamikman vòltaj kondwi dyod ki baze sou ogmantasyon tanperati tan reyèl -pou evite echèk surchof. Yon plan antrepwiz sèten pwolonje lavi operasyon kontinyèl nan sistèm nan plis pase 10 ane nan yon anviwònman 45 degre.