אילו בעיות של פיזור חום יש לקחת בחשבון בעת ​​שימוש בדיודות בממירים?

一, תכנון אופטימיזציה של נתיב פיזור חום

1. אופטימיזציה של עיצוב תרמי PCB
הרחבת רדיד נחושת: הגדלת שטח רדיד הנחושת של האנודה/קתודה (כגון שדרוג מ-1oz ל-2oz) יכולה להפחית את ההתנגדות התרמית ב-30%. לדוגמה, על ידי סידור צינורות פיזור חום (קוטר 0.5 מ"מ, מרווח 1 מ"מ) סביב רפידות הדיודה, ניתן להעביר חום לשכבה התחתונה של ה-PCB, ולשפר את יעילות פיזור החום ב-25%.
בידוד פריסה: כדי למנוע צימוד תרמי בין דיודות מתח ומעגלי בקרה, מומלץ לקיים מרווח גדול מ-5 מ"מ או שווה לו. עקב מרווח לא מספיק בין MOSFETs ודיודות במהפך רכב מסוים, הטמפרטורה של שבב הבקרה חרגה מהתקן, וגרמה לפעולות הגנה כוזבות.
2. בחירת שיטת פיזור חום
פיזור חום בקירור אוויר: מתאים לתרחישים עם צפיפות הספק<5W/cm ³, requiring control of airflow velocity ≥ 2m/s. For example, a 10kW household energy storage inverter uses an axial fan to control the diode junction temperature within 110 ℃.
פיזור חום קירור נוזלי: כאשר צפיפות ההספק גדולה מ-10W/cm ³, מערכת הקירור הנוזלית יכולה להפחית את טמפרטורת הצומת ב-40 מעלות. לאחר אימוץ מודולים מקוררים בנוזל, תוחלת החיים של דיודות ב-UPS של מרכז נתונים הוארכה מ-8 שנים ל-15 שנים.
חומר לשינוי שלב (PCM): בחלל מצומצם, PCM יכול לספוג זעזועים תרמיים מיידיים. ניסויים הראו שהטמעת PCM במהפך 5kW מפחיתה את המשרעת של תנודות טמפרטורת הדיודה ב-60%.
2, אמצעי מפתח בפרקטיקה ההנדסית
1. קריטריונים לבחירת מכשיר
מתח ומתח זרם: המתח הנקוב של הדיודה צריך להיות גדול או שווה לפי 1.5 מהמתח המרבי של המערכת, והזרם הנקוב צריך להיות גדול או שווה לפי 2 מהזרם הממוצע. לדוגמה, במערכת פוטו-וולטאית של 1000V, יש לבחור דיודה עמידה במתח של 1200V.
מאפייני VF נמוך ו-IR נמוכים: מכשירים עם VF<0.5V (Schottky diodes) or VF<1.5V (SiC diodes) are preferred. After using STPS30H100 Schottky diode (VF=0.4V) in a certain micro inverter, the efficiency was improved by 1.2%.
2. ניטור טמפרטורה בזמן אמת
תרמיסטור NTC: מוטבע עם NTC בתוך חבילת הדיודה, הוא יכול לנטר את טמפרטורת הצומת בזמן אמת. מהפך פוטו-וולטאי מסוים מתאים באופן דינמי את תדר המיתוג באמצעות משוב NTC, ומפחית את טווח התנודות של טמפרטורת צומת דיודה מ-± 15 מעלות ל-± 5 מעלות.
הדמיה תרמית אינפרא אדום: זיהוי אינפרא אדום רגיל משמש לזיהוי נקודות חמות מקומיות. במהלך תחזוקה של ממיר כוח רוח, נמצא כי רפידות ההלחמה של הדיודה היו וירטואליות, מה שגרם לעלייה מקומית בטמפרטורה של עד 80 מעלות. לאחר התיקון, יעילות המערכת הוחזרה ל-98.5%.
3. אסטרטגיית שימוש מופחתת
התאם את הספק הפלט בהתאם לטמפרטורת הסביבה:

סביבה של 40 מעלות: שימוש עם הפחתה של 5% בדירוג;
סביבה של 60 מעלות: שימוש עם הפחתה של 20% בדירוג.
תחנת כוח פוטו-וולטאית מדברית יישמה אסטרטגיית הורדה, והפחיתה את שיעור הכשלים בדיודות מ-0.8% לשנה ל-0.2% לשנה.