Ki konsekans kout sikwi dyòd oswa kous louvri sou sistèm enèji a?

一, reyaksyon chèn nan dyòd kout sikwi fay
1. Kout sikwi mekanis ak kondisyon deklanche
Yon kous kout dyod anjeneral ki te koze pa pann chip, krak anbalaj, oswa pòv soude. Nan anviwònman tanperati ki wo ak imidite segondè, absòpsyon imidite ak ekspansyon materyèl anbalaj ka lakòz kouch metalizasyon entèn la kraze; Nan senaryo survoltaj, jonksyon PN yo ka pèmanan fèt akòz pann lavalas. Pou egzanp, yon pwojè varyateur fotovoltaik te fè eksperyans yon kous kout nan 10ms akòz ranvèse survoltaj nan dyod la ki te koze pa frape zèklè.

2. Enpak nivo sistèm
(1) Chanjman nan chemen transmisyon enèji
Echèk nan kous redresman: Nan yon sikwi redresman pon, si yon dyòd kout sikwi, li pral lakòz kondiksyon dirèk ant AC ak DC kote yo, ki mennen nan transfòmatè oswa saturation induktè. Akòz yon kous kout nan dyòd redresman nan yon pwojè sistèm depo enèji sèten, aktyèl la opinyon monte a twa fwa valè nominal la, ak transfòmatè a boule nan lespas 5 segonn.
Kout kous nan kous freewheeling la: Nan kondwi motè oswa sikwi depo enèji endiktif, yon sikwi kout -nan dyod freewheeling la ka domaje chemen fidbak enèji a. Pou egzanp, nan yon sèten pwojè varyateur machin elektrik, akòz yon kous kout nan dyod freewheeling, fòs elektwomotif tounen nan motè a te dirèkteman aplike nan aparèy pouvwa a, sa ki lakòz modil la IGBT eksploze nan lespas 100 μ s.
(2) Echèk mekanis pwoteksyon
Anti echèk pwoteksyon ranvèse: Nan sistèm DC, yon kous kout nan anti dyod ranvèse a ka lakòz domaj dirèk nan ekipman an lè polarite pouvwa a ranvèse. Pwojè UPS la nan yon sèten sant done te sibi pèt plis pase 500000 Yuan akòz yon sikwi kout -nan dyod anti inverse, ki te lakòz modil redresman an boule pandan move operasyon antretyen.
Pwoteksyon kontoune sou vòltaj: kout sikwi TVS dyòd ap lakòz li pèdi fonksyon blocage li yo, epi yo pral transmèt ovè vòltaj dirèkteman nan kous ki vin apre a. Akòz yon sikwi kout dyod TVS nan yon sèten pwojè etalaj fotovoltaik, vòltaj pwodiksyon eleman yo te monte a 1000V (rated 600V), sa ki lakòz gwo -echèk varyateur echèl.
(3) Risk pou evade tèmik
Yon kous kout lakòz yon chanjman nan chemen aktyèl la, sa ki lakòz yon ogmantasyon siyifikatif nan dansite aktyèl lokal yo. Yon tès nan yon pwojè konvètisè pouvwa van te montre ke apre yon kous kout dyod, tanperati a junction nan aparèy pouvwa adjasan leve soti nan 85 degre a 200 degre nan lespas 2 segonn, sa ki lakòz chèn tèmik runaway.

2, Danje sistemik nan dyòd fay sikwi louvri
1. Louvri sikwi mekanis ak senaryo tipik
Sikwi louvri anjeneral ki te koze pa efondreman soude, rupture chip, oswa rupture plon. Nan anviwònman vibrasyon (tankou machin elektrik), ka zo kase fatig plon se yon kòz komen; Nan senaryo tanperati ki wo, dezakò ki genyen ant koyefisyan ekspansyon tèmik nan anbalaj ak chip ka mennen nan fann.

2. Enpak nivo sistèm
(1) Enèji transmisyon entèripsyon
Pèt pwodiksyon redresman: Nan yon sikwi redresman twa faz, si yon dyod louvri sikwi, li pral lakòz yon ogmantasyon nan rid vòltaj pwodiksyon an. Yon sèten pwojè ekipman pou pouvwa endistriyèl te lakòz rid vòltaj pwodiksyon an ogmante soti nan 5% a 30% akòz kous la louvri nan dyod la, sa ki lakòz misoperation nan ekipman an chaj.
Dekonekte kous freewheeling: Nan yon kous depo enèji endiktif, yon dyod freewheeling louvri ka lakòz enèji nan induktè a yo dwe lage okenn kote, sa ki lakòz gwo pwent vòltaj. Yon sèten pwojè chofè dirije ki gen eksperyans yon vag nan vòltaj induktè a 800V (rated 400V) akòz yon kous louvri nan dyod freewheeling la, sa ki lakòz pann MOSFET.
(2) Pèt fonksyon pwoteksyon
Echèk pwoteksyon surkouran: Nan yon gwoup dyod paralèl, si youn nan dyod yo louvri, dyod ki rete yo bezwen pote yon kouran pi gwo. Yon sèten enèji depo batri balanse sikwi pwojè ki te lakòz surcharge ak boule nan lòt dyod akòz yon kous louvri nan yon sèl dyod, sa ki lakòz surcharge nan pake batri a.
Echèk fonksyon izolasyon: Nan pwoteksyon nivo modil fotovoltaik, yon kous louvri nan dyòd kontoune a ka agrave efè tach cho a. Akòz kous la louvri nan dyòd la kontoune nan yon sèten pwojè estasyon fotovoltaik pouvwa, tanperati a nan yon eleman sèten leve a 150 degre anba obstak lonbraj, sa ki lakòz rupture vè.
(3) Estabilite sistèm diminye
Sikwi louvri ka lakòz chanjman nan topoloji sikwi, ki ka mennen nan sonorite oswa osilasyon. Yon sèten pwojè modil chaj machin elektrik ki gen eksperyans yon sikwi louvri dyod, sa ki lakòz sikwi sonan LLC la vin detonin ak vòltaj pwodiksyon an varye pa plis pase ± 15%, deklanche yon fèmen pwoteksyon.

3, Konsekans defo nan sistèm enèji tipik
1. Sistèm jenerasyon pouvwa fotovoltaik
Enpak nivo eleman: Yon kous louvri nan dyòd kontoune a ka lakòz tanperati a tach tèmik nan eleman nan depase limit la lè pasyèlman obstrue, akselere aje nan materyèl la anbalaj; Kout sikwi ka lakòz fay DC bò arc. Dapre estatistik ki soti nan yon estasyon elektrik fotovoltaik 5MW, echèk dyòd yo reprezante 18% nan echèk eleman, sa ki lakòz yon pèt anyèl plis pase 500000 kWh jenerasyon pouvwa.
Enpak nivo varyateur: Kout sikwi dyòd redresman ka lakòz vòltaj otobis DC san kontwòl, ki mennen nan eksplozyon modil IGBT; Louvri sikwi mennen nan aktyèl opinyon tanzantan, sa ki lakòz bri transfòmatè ak Vibration.
2. Sistèm depo enèji
Enpak balanse batri: Yon kous louvri nan dyod sikwi balanse a ka mennen nan ogmante enkonsistans nan pake batri a ak diminye lavi sik la; Yon kous kout ka lakòz twòp chaj / overdischarging. Akòz yon fay nan dyod balanse nan yon sèten pwojè estasyon enèji depo pouvwa, pousantaj degradasyon kapasite nan pake batri a te ogmante de 3% / ane a 8% / ane.
Enpak konvèsyon DC / DC: sikwi louvri nan dyòd redresman synchrone ka mennen nan yon diminisyon nan efikasite nan plis pase 10%; Kout sikwi ka lakòz depase vòltaj pwodiksyon an.
3. elektrik machin chaje sistèm
Chaje modil enpak: PFC sikwi dyod kout sikwi ka lakòz pousantaj deformation aktyèl la depase estanda a, deklanche pwoteksyon griy; Yon kous louvri pral lakòz faktè pouvwa a desann pi ba pase 0.7 ak rezilta nan yon amann nan griy elektrik la.
Enpak chajè machin: sikwi louvri nan dyod redresman pwodiksyon ap lakòz entèripsyon chaje; Yon kous kout ka lakòz survoltaj nan batri a. Nan yon sèten ensidan rapèl machin, plis pase 20000 machin yo te raple akòz risk pou pwodiksyon dyod kout sikwi.
4, dyagnostik fay ak estrateji pwoteksyon
1. Teknoloji siveyans sou entènèt
Siveyans vòltaj / aktyèl: Siveyans an tan reyèl nan vòltaj la ak aktyèl atravè dyod la atravè detèktè Hall, deklanche yon alam si gen yon fluctuation nòmal ki depase 10%.
Infrared temperature measurement: Infrared thermal imager is used to monitor the surface temperature of the diode. When the junction temperature exceeds the limit (such as SiC diode>175 degre), li pral otomatikman fèmen.
Analiz spectre enpedans: Lè w enjekte siyal segondè -frekans pou detekte rezistans seri ekivalan dyod, enpedans la apwoche enfini nan sikwi louvri ak zewo nan kous kout.
2. Konsepsyon redondants
Redondans paralèl: Dyòd miltip yo konekte nan paralèl nan sikui kritik, epi sistèm nan ka toujou opere nan evènman an nan yon sèl fay. Pou egzanp, yon sèten varyateur pouvwa van itilize 4 dyòd SiC paralèl, ak efikasite nan sistèm sèlman diminye pa 2% apre yon sèl kous louvri.
Chemen sovgad: Enstale yon switch mekanik nan paralèl ak yon dyod nan kous la anti ranvèse, epi otomatikman chanje nan chemen an switch lè dyod la echwe.
3. Materyèl ak pwosesis amelyorasyon
Anbalaj ki reziste imidite: anbalaj seramik oswa ki byen fèmen yo itilize pou verifye fyab atravè tès doub 85 (85 degre / 85% RH / 1000h).
Soude estrès ki ba: Sèvi ak plon-soude gratis ak fil elastik pou verifye rezistans fatig atravè tès Vibration (tankou 5-2000Hz/10g).
5, ka etid: Dyòd fay nan konvètisè pouvwa van lanmè
Yon sèten pwojè enèji van lanmè sitiye nan yon zòn ki gen tandans typhoon, ak konsepsyon orijinal la te itilize silisyòm òdinè -dyodes ki baze sou. Apre 2 ane nan operasyon, plizyè dyod kondwi yo te kase (kous louvri) akòz Vibration, ak 3 dyod yo te kout sirkwi akòz korozyon espre sèl. Fonksyone ki lakòz:

Entèripsyon transmisyon enèji: 12 varyateur fèmen, sa ki lakòz yon pèt chak jou nan plis pase 50MWh nan jenerasyon pouvwa pou chak varyateur;
Domaj nan chèn ekipman: eksplozyon modil IGBT ki te koze pa sikwi kout, pri reparasyon depase 2 milyon Yuan;
Degradasyon estabilite sistèm lan: sikwi louvri mennen nan aktyèl antre tanzantan, ak bri transfòmatè rive nan 85dB (konsepsyon<65dB).
Plan amelyorasyon an gen ladan:

Amelyorasyon aparèy: Ranplase ak dyod SiC ak anbalaj seramik;
Ranfòsman estriktirèl: lè l sèvi avèk parantèz rediksyon Vibration ak twa kouch prèv;
Siveyans ajou: Deplwaye enfrawouj tanperati ak detèktè Vibration.
Apre amelyorasyon, sistèm lan te kouri kontinyèlman pou 3 ane san okenn echèk dyod, ak yon ogmantasyon anyèl jenerasyon pouvwa a 12% ak yon rediksyon pri antretyen nan 70%.