Hogyan hozhatnak létre az energetikai cégek a diódák kiválasztási szabványkönyvtárát?

一, A kiválasztás szabványos könyvtárának architektúrája: négy-dimenziós integrált modell
A JEDEC-szabványok és az energiaipar speciális követelményei alapján javasolt egy négydimenziós osztályozási rendszer elfogadása az „alkalmazási forgatókönyv elektromos paraméterei csomagolási megbízhatósági szintre”:

Alkalmazási forgatókönyv dimenzió
Teljesítményelektronikus átalakítók: összpontosítson a fordított helyreállítási időre (<50ns) and surge resistance (>10-szeres névleges áram)
Új energiatermelő rendszer: előnyben részesítse az alacsony előremenő feszültségeséssel rendelkező Schottky-diódák kiválasztását (VF<0.5V)
Ultra high voltage transmission: must meet the high voltage withstand capacity (>10kV) az IEC 60071-1 szabvány szerint
Energy storage system: Pay attention to junction temperature characteristics (Tjmax>175 ℃) and cycle life (>100 000 ciklus)
Az elektromos paraméterek mérete
A legfontosabb paramétermátrixnak tartalmaznia kell: VRRM (reverse repetitive peak feszültség), IF (AV) (átlagos egyenirányított áram), IR (fordított szivárgási áram), trr (fordított helyreállítási idő), Cj (csomóponti kapacitás).
Paraméter redundancia kialakítása: VRRM A rendszer maximális fordított feszültségének 1,5-szerese vagy egyenlő, IF (AV) Nagyobb vagy egyenlő, mint a rendszer maximális üzemi áramának 1,2-szerese
Egy szélenergia-átalakító esettanulmánya: A VRRM dióda 1200 V-ról 1600 V-ra növelésével a berendezés meghibásodási aránya 82%-kal csökkent
Tokozási forma mérete
Teljesítménysűrűség-követelmény: DPAK, TO-247 és egyéb hőelvezetésre optimalizált csomagolás alkalmazása
Helyszűke forgatókönyv: SOD-123, 0402 és más mikrocsomagok használata
Rezgéskörnyezet: Lehetőleg válasszon csaperősítésű{0}}dugós csomagokat (például DO-201AD)
Megbízhatósági szint dimenzió
Katonai besorolás: Megfelel a MIL{0}}STD-883 szabványnak, és alkalmas atomerőművi vezérlőszekrényekhez
Ipari minőség: AEC{0}}Q101 tanúsítvánnyal rendelkezik, alkalmas szélenergia-átalakítókhoz
Kereskedelmi minőség: csak beltéri segédáramrendszerekre alkalmazható
2. Alapvető kiválasztási folyamat: Hatlépéses döntéshozatali-módszer
1. Rendszerkövetelmény elemzés
Példaként egy bizonyos fotovoltaikus invertert véve:

Bemeneti feszültség tartomány: 400-1000VDC
Kimeneti áram: 50A
Működési frekvencia: 20kHz
Környezeti hőmérséklet: -40 fok ~+85 fok
2. Eszköztípus egyeztetés
Válasszon a munka gyakorisága szerint:

<1kHz: Ordinary rectifier diode (1N4007)
1kHz-50kHz: Gyors helyreállítási dióda (MUR{2}})
50 kHz: Schottky dióda (SS510)

3. Paraméterszámítás ellenőrzése
Főbb paraméterek számítása:

Fordított feszültség: VRRM 1,5 × 1000 V=1500V vagy annál nagyobb
Átlagos áramerősség: IF (AV) nagyobb vagy egyenlő, mint 1,2 × 50A=60A
Veszteségszámítás: Ptotal=VF × IF+trr × f × Vr ² (szükséges<50W)
4. Leértékelési terv megvalósítása
Egy három-lépcsős leértékelési görbe elfogadása:

Névleges feszültség: Üzemi feszültség 60% VRRM vagy annál kisebb
Névleges áramerősség: Üzemi áram 70% IF (AV) vagy annál kisebb
Csatlakozási hőmérséklet: Tj Kisebb vagy egyenlő, mint 80% Tjmax
5. Szállító értékelési rendszer
Hozzon létre egy értékelési modellt, amely 6 dimenziót tartalmaz:

Minőségügyi rendszer: ISO/TS 16949 tanúsítvány
Hatástalanság: FIT érték<100
Szállítási lehetőség: L/T<8 weeks
Költség-versenyképesség: Áringadozás<± 5%
Technikai támogatás: Localized FAE Team
Fenntarthatóság: Megfelel a RoHS/REACH szabványoknak
6. Életciklus menedzsment
Teljes folyamatfigyelés végrehajtása:

Kiválasztási szakasz: Készítsen eszközfeszültség-elemzési modellt
Próbagyártási szakasz: HALT (nagy gyorsulási élettartam-teszt) végrehajtása
Gyártási szakasz: SPC (statisztikai folyamatvezérlés) megvalósítása
Üzemeltetési és karbantartási szakasz: Állapotfelmérési algoritmus felállítása

3, Tipikus alkalmazási esetek
1. eset: Diódák kiválasztása tengeri szélenergia-átalakítókhoz
Egy 5 MW-os tengeri szélturbina inverter eredetileg MUR1560 gyorsvisszanyerő diódát használt, de sópermetes környezetben:

A fordított szivárgási áram 300%-kal emelkedik
A csomópont hőmérséklete 25 fokkal meghaladja a szabványt
Az éves meghibásodási arány eléri a 12%-ot
A kiválasztás optimalizálásával:

Váltás SiC JBS diódára (C4D20120H)
Adja hozzá a nikkelezett réteg csomagolását
Optimalizálja a hőelvezetési útvonal tervezését
A megvalósítás utáni hatás:
A hatékonyság 1,8%-kal nőtt
Az MTBF 4000 óráról 25 000 órára nőtt
65%-os karbantartási költségek csökkenése
2. eset: Kétirányú DC/DC átalakító energiatároló rendszerhez
Eredeti terv egy 100 kW/200 kWh energiatároló rendszerre:

Használjon párhuzamosan 10 1N5822 Schottky-diódákat
Egyenetlen árameloszlás (maximum 40% eltérés)
Optimalizálási terv:

Váltás egyetlen STPS80SM120Y-ra (80A/120V)
Növelje az árammegosztási ellenállást 0,1 Ω-mal
A PCB elrendezés optimalizálása
A megvalósítás utáni hatás:
Jelenlegi megosztási hiba<5%
A rendszer hatékonysága 92%-ról 95,5%-ra nőtt
Csökkentse a hangerőt 40%-kal
4, Folyamatos optimalizálási mechanizmus
Adatzárt{0}}hurkú rendszer
Hozzon létre egy „kiválasztási tesztelési visszajelzés” adatláncot:
Próbagyártási szakasz: több mint 1000 tesztadat-készlet gyűjtése
Üzemeltetési és karbantartási szakasz: Több mint 5000 órányi üzemi adat gyűjtése
Kiválasztási modellek optimalizálása gépi tanulással
Technológiai iterációs menedzsment
Készítsen ütemtervet az eszközfrissítésekhez:
Rövid távú (1-3 év): a SiC/GaN eszköz penetrációs rátája 30%-ra nő
Középtáv (3{1}}5 év): AEC-Q200 tanúsítvány megszerzése az eszközök teljes skáláján
Hosszú távon (5-10 év): Független és vezérelhető erőgép gyártósor létesítése
Tudásmenedzsment rendszer
3D tudásbázis felépítése:
Vízszintes: Az áramellátó eszközök 12 fő kategóriáját fedi le
Függőleges: beleértve a tervezési kiválasztás tesztelésének teljes folyamatát, a hibaelemzést
Mélység: Több mint 200 tipikus alkalmazási esetet gyűjthet össze