Power Diodes'un Rolü Uninterruptible Power Materials (ups) Sistem sistemleri

UPS Systems ve Power Diodes'un Rolü

Bu nedenle veri kaybı, ekipman hasarları ve pahalıya zarar vermek için anlık yedekleme gücü sağlar.Bu nedenle, çift katlı sistemlerde ve hatta ev ofislerinde, güçlendiricileri yöneten, dönüşüm ve izolasyonu yöneten bir dizi doğrudan sistem sağlar.Bu nedenle, güç diyotları ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte ve genişleyen birçok temel ve yaygın olarak kullanılan elektrik devreleri ve line-interaktif tasarımlara rağmen, enerji kaynaklarını kontrol eden ve devre dışı bırakmak için sürekli olarak kullanılabilir.

Power Diodes: Temeller ve Anahtar Özellikleri

Power diyotlar sadece bir yöne (düşman) giden iki taraflı cihazlardır ve geri dönüş davranışına göre (geriye dönük önyargılar) yüksek gerilimleri (yüzlülükleri binlerce volta kadar) ve yüksek akımlar (daha fazla gerilimler) ile daha fazla gerilimler ve hızlı geçiş davranışına karşı çalışır.

Anahtar elektrik özellikleri şunları içerir:

[FONT=0)Forward Ger Drop (V_{) [D[D:2)[Dönetici:0)[Döneticileri, düşük akımlarda 0 (Schottky) 0,0, ancak seri direniş nedeniyle diyotun üzerindeki gerilim.[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD)[D)}
[FONT:0)Reverse Breakdown Gerilim (V_)R)[Döntgen:0)[Döntgenme:0)[değiştir | kaynağı değiştir]: En yüksek geri dönüş gerilimi, diferansiyelin 600 V puanını 1200 V'ye kadar kırılabilir.
[FONT=0)Reverse Recovery Time (t[DÜDÜT:2)[DÜDÜ: 3)[Dönetici:0)Mevcut geri dönüşler sırasında diyotları kapatacak zaman (DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ)
[FONT=0)Maximum Junction Sıcaklık (T_)J,max))[En yüksek izinli işletim sıcaklığı. Yüksek T_)[FLT[FLT]
[FONT:0]Surge Current Capability (I_)FSM))[Dönemli yüksek akım pullara dayanabilme yeteneği, başlangıç veya hata koşulları sırasında önemli.

Bu özelliklere dayanarak, güç diyotları birkaç türe ayrılmıştır: standart kurtarma (slow), hızlı kurtarma, Schottky (orta gerilim için), ve avalanche-rated diyots için V_{) ile düşük geçiş kayıpları ve yüksek verimlilik nedeniyle genellikle redüksiyonlar)}

Power Diodes'un UPS Sistemlerindeki Rolü

Tipik bir çift-kontucu UPS'de, güç analardan AC → yenidenlayıcı → DC otobüsü → dönüştürücüler → yük.Rezervasyon ve dönüştürücü aşamalar diyotlara çok güveniyor. Ek olarak, diyotlar, kesintisiz kaynak geçişini sağlamak için atlamak/statik transfer geçişte kullanılır.

Doğrulayıcı devreler: DC Dönüşümüne AC

Rehinleme, online bir UPS'de ilk güç aşamasıdır. Gelen AC anas (single-fay veya üç fazlı) bir düzenleme DC gerilimine dönüştürür. DC otobüsler, inverterleri ve ayrıca batarya bankasını şarj eder.

[FONT:0) Tek-Phase Full-Bridge Rectifier[Dönetici: Bir köprü konfigürasyonunda dört diyot kullanın. AC girdinin her yarısı, iki diyots davranışı, o zaman kapasitörler tarafından filtrelenen bir DAHA FAZLA DAHA FAZLA DAHA FAZLA.
[FONT=0) Üç-Phase Full-Bridge Rectifier[[Dönetici: 6 diyotlar (veya üç diyot modül) daha az ripple ile üç fazlı AC dönüştürmek için kullanılır. Bu yapılandırma daha büyük UPS sistemleri için standarttır (10 kVA ve yukarıda).
[FONT:0)Power-Factor-Corrected (PFC) Rectifiers[DÜT:1): Modern UPS retifiers genellikle hızlı kurtarma diyotları ile güçlendiricileri kullanarak aktif PFC içerir, bu harmonik bozulma ve birlik yakınında güç faktörü geliştirir.

Tüm bu topolojilerde, diyotlar başlangıçta şarj sırasında yüksek dalgalanmalar ile başlanmalıdır. Ayrıca yüksek ortalama akımlarla sürekli olarak yapılan kesintiler ile çalışır.Reel kurtarma davranışı doğrudan EMI filtre boyutunu etkiler ve aktif PFC aşamalarında kayıpları geçmek zorundadır. ”0PMAS:0S:0Sesli tasarıma ayrıntılı bir kılavuz ).

İndükleri İndükleri

Bir UPS'nin dönüştürücüleri DC otobüs gerilimini temiz AC çıktıya geri dönüştürür. Çoğu modern UPS dönüştürücüleri, IGBTs veya MOSFET'li yüksek frekanslı verimliliği önlemek için çok hızlı bir şekilde geri dönmeli ve bu diyotların geri çekilmesine izin verir.

OR-ing Diodes and Statik Transfer Anahtarları

Kırmızılı UPS konfigürasyonları (örneğin, N +) veya birden fazla güç modülleriyle sistemlerde, OR-ing diyotlar DC çıktılarının paralel bağlantılarına izin verir.Diyotlar, en yüksek gerilim davranışlarıyla, geri beslemeyi bir modülden diğerine engeller.Bu diyotlar, güç kaybına ve sıklıkla ortak kullanım paketlerine kadar düşük bir süre boyunca geri dönmeli, ancak kontrol mantığı, “enerji transferi ve çift-dolu paketler” ile devre dışı bırakılır.

Power Diode Selection Kriterleri for UPS Applications

Bir UPS için doğru güç diyotunu seçmek, maliyet, boyut ve performans gerektirir. Anahtar seçim parametreleri şunları içerir:

[FONT=0]Voltage Rating[[Dönetici: 1) 1.5 ila 2 kez güvenlik marjı sağlamak için maksimum DC otobüsü gerilimi. 400 V DC otobüs için 600 V diyotları yeterlidir; 800 V otobüsü için (üç-fazem)
[FONT:0)Current Rating[[Dönetici: 1 ): Ortalama bir ileri akım (I_{) [AV)[Dönetici: 3 ) ve durum-uzun-uzunluk (R[D) ile ısı ve ısıtıcı ısı ve ısıtıcı ısıtımı[Döntmeler için ısıtılabilir.}
[FONT:0) Hızlandırma[[Döneticiler için: Doğrusal diyotlar için çalışır (pişmanlık ve düşük V_F)
[FONT:0] ⁇ Performansı[DÜDÜT:1): Yüksek modül ısıtımı ısıtılır.D[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD) için dereceler, T_)J,max) = 175°C kompakt büyüme koşulları altında en yüksek kavim sıcaklığı tercih edilir.
[FONT:0) Daha düşük güç için : Üst düzey bir ısı yönetimi ve kompakt montaj için ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı bir montaj.
[FONT=0]Reliability and Lifetime[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜ: 0:2) Parasal diyotlar genellikle çok güvenilirdir, ancak termal bisiklet ve dalgalanmalar yetersiz enerji derecelendirmeleriyle diyotları seçebilir.

Kapsamlı bir seçim örneği, [FONTD:0)Infineon'un Diode Seçim Kılavuzu) tarafından incelenir ve bu da her iki silikon ve SiC seçeneğine de sahiptir.

Termal Yönetim ve Güvenilirlik

Power diyots, iletim ve geçiş kayıpları nedeniyle ısıyı bozar. Yüksek güçte UPS retifier, diyot kayıpları toplam sistem kayıplarının% 10-20'sini hesaplayabilir. Proper termal yönetim, uzun hizmet ömrü içinde kavurma ısısını korumak için gereklidir (genellikle 10-20 yıl sürekli işlem).

[FONT=0)İzmirler[[Döneticiler)[Döneticiler: × 4,0)[Dönemli: 9,4|Düzerde · 1,4|D)) × 4,8|Düzerli bir köprüde, 6 diyot ile 3,4 ° C) ve 100 A ortalama olarak, bu, 6 diyot ile üç fazlı köprüde, toplam taşıma kaybı ile bunu başarıyla aşabilir.

[FONT:0) Para kaybı[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜDÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ

Termal deleme kritiktir: üretici veri çarşafları T_)C) = 100°C. Actual Heatsink ve çevre koşulları, 20-50% ile güvenli bir şekilde güncellenebilir (örneğin, ısıtılması için durum, ısıtılması için).

Başarısızlık Modular ve Koruma

Güç diyotları sağlam olmasına rağmen, elektrik veya termal stres nedeniyle başarısız olabilirler. Ortak başarısızlık modları şunları içerir:

[FONT:0)Reverse Bias Overvoltage[DÜDÜT 1: 1): İnme geriliminin avalanche bozulmasına ve potansiyel olarak felaket başarısızlığına neden oldu. Snubber devreleri (RC veya RCD) her diyotun üzerinde veya arka planlayıcı köprünün üzerinde
[FONT:0]Surge Current Overload[[Dönetici: Yüksek inrush akımları kapasitör şarj veya kısa devrelerden yüksek incirler diyotun rekabetsiz dalgalanma notunu aşabilir. Fus veya devre kesiciler ile seride inekler kalıcı hasarları engelleyebilir.
[FONT:0] ⁇ Runaway[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ:0) DÜŞÜNCÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNCÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜŞÜNÜŞÜNELERİ: Sİ - AÇE GÜŞÜNÇEŞÜNÜŞÜNÇE GÜŞÜNÇEŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÇEŞÜNÇEŞÜNÇEŞÜNÜŞÜNÇEŞÜNÜŞÜNÇÜŞÜNÜŞÜNÇÜNÇÜŞÜNÇÜŞÜNÇÜNÇÜNCÜŞÜNÇEŞÜNCÜŞÜNÇÜŞÜNÇÜŞÜNÇÜŞÜNCÜŞ
[FONT=0)Reverse Recovery Indük Başarısızlık): Yüksek frekanslı devrelerde, aşırı geri dönüş mevcut, diyot veya bitişik anahtarlara zarar veren gerilim artışlarına neden olabilir.

Güvenilirliği artırmak için, birçok UPS tasarımı kırmızıdant diyotları (örneğin, paralel olarak birden fazla diyotlar) içerir veya yüksek çözünürlükte modüller oluşturun. Düzenli koruyucu bakım ısısı temizlemeyi içerir.

Gelişen Trendler: Geniş-Bandgap Diodes in UPS Systems

Geniş bantlı yarı iletkenlerin benimsenmesi – ⁇ ⁇ ⁇ (SiC) ve galium nitride (GaN) – UPS verimliliğini ve güç yoğunluğunu dönüştürmek. SiC Schottky diyots silikon hızlı kurtarma diyotları üzerinde birkaç avantaj sunuyor:

[FONT=0)Zero Ters Kurtarma[[Dönesel: 1): SiC Schottky diyotlar uygun Q[D:2).rr[Döntme 3 ), 100 kHz üzerindeki geçiş frekanslarını minimum kaybı ile sağlar.Bu küçültücü boyutlarda ve induktör boyutları.
[FONT:0) Yüksek Sıcaklık Operasyonu[[DÜT:1): SiC diyotları 200 °C'ye kadar kavurma sıcaklıklarında çalışabilir, soğutma gereksinimleri azaltır.
[FONT:0) Yüksek akımlarda Düşük İleri Gerilim (Dönetici): SiCottky diyotların pozitif sıcaklık kat kata sahiptir, paralel işlem daha kolay hale getirir.
[FONT=0) Yüksek Rekreksiyonu [Döntme gerilimi[Döntme: 1).: SiC cihazları doğal olarak ince sürüklenme tabakaları ile 1200 V veya 1700 V puan elde eder, on-resistance azaltılır.

Uygulamada, SiC diyotları PFC retifiers ve inverterleri yüksek uçlu UPS sistemleri (20 kVA ve yukarıda). GaN diyots, daha az yaygınken, silikon diyotları ile kıyaslanıyor (650 V).]

Maliyet bir bariyer olarak kalır, ancak SiC wafer üretim ölçekleri olarak, fiyat primi küçülüyor. minimum ayak izi ve en yüksek verimliliği gerektiren UPS sistemleri için - hiper ölçekli veri merkezlerindekiler gibi -SiC diyotları standart hale geliyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Power diyotlar, doğru diyot tipini kullanarak, yeniden birleşme, ücretsiz kovalama ve kaynak-çalım işlevleri.Spektif olarak, verimlilik ve hızlı geçiş yetenekleri doğrudan genel performansı ve yüksek çözünürlük sistemleri ile devam eder.Sevresiz diyot tipini seçin - daha yüksek efficiliğe ve güçlendiricilerine veya elektriksel güç sistemlerinin sürekli olarak kullanılmasını sağlar.