Bagaimanakah diod berfungsi dalam sistem maklum balas tenaga?

一, Ciri teknikal diod: asas fizikal untuk maklum balas tenaga
Diod ialah struktur simpang PN yang dibentuk oleh semikonduktor jenis P-dan semikonduktor jenis N-dan ciri terasnya termasuk:

Kekonduksian satu arah: Kekonduksian apabila dipincang ke hadapan (dengan voltan pengaliran lebih kurang 0.6-0.7V untuk transistor silikon dan 0.2-0.5V untuk diod Schottky), dan dimatikan apabila dipincang songsang (dengan hanya terdapat arus kebocoran terbalik paras mikroampere).
Keupayaan pensuisan pantas: Masa pemulihan terbalik diod Schottky adalah hampir kepada sifar, dan masa pemulihan terbalik diod silikon karbida (SiC) boleh dipendekkan kepada kurang daripada 10 nanosaat.
Ciri-ciri rintangan voltan dan arus: Diod gred industri boleh menahan beribu-ribu volt dan mempunyai keupayaan rintangan arus sementara melebihi ratusan ampere.
Ciri-ciri ini membolehkannya melaksanakan tiga fungsi teras dalam sistem maklum balas tenaga:

Pembetulan: Proses awal menukar arus ulang alik kepada arus terus untuk mencapai maklum balas tenaga;
Arus berterusan: Dalam litar pemacu motor atau penyongsang, ia menyediakan laluan semasa untuk beban induktif untuk mengelakkan pancang voltan;
Perlindungan: Asingkan voltan terbalik untuk mengelakkan kesan pada peralatan sisi kuasa semasa proses maklum balas tenaga.
2, Senario aplikasi biasa: daripada kenderaan tenaga baharu kepada simpanan tenaga industri
1. Sistem pemulihan tenaga brek kenderaan tenaga baharu
Semasa proses brek kenderaan elektrik, motor hab roda bertukar daripada mod pemanduan kepada mod penjanaan, menghasilkan tiga-arus ulang alik. Pada ketika ini, jambatan penerus diod (biasanya terdiri daripada 6 diod) menukarkan kuasa AC kepada kuasa DC, yang kemudiannya dirangsang oleh penyongsang dan dicas ke dalam bateri kuasa. Logik kerja adalah seperti berikut:

Energy management strategy: The brake controller dynamically adjusts the recovery intensity based on the battery SOC (remaining charge). When SOC>80%, batalkan pemulihan tenaga; Apabila SOC<70%, full power recovery occurs.
Keperluan pemilihan diod: Gunakan diod Schottky atau diod SiC dengan penurunan voltan hadapan rendah untuk mengurangkan kehilangan pengaliran. Sebagai contoh, selepas menggunakan diod SiC Schottky dalam model kereta tertentu, kecekapan pemulihan brek meningkat sebanyak 3% dan julat meningkat sebanyak 5 kilometer.
Reka bentuk pengurusan terma: Dalam keadaan semasa yang tinggi, pembungkusan diod harus menggunakan struktur rintangan haba rendah TO-247 atau DFN8 × 8, digabungkan dengan sistem penyejukan cecair untuk memastikan suhu simpang Kurang daripada atau sama dengan 150 darjah .
2. Unit maklum balas tenaga untuk penukar frekuensi industri
Semasa fasa nyahpecutan peralatan seperti lif dan kren, motor berada dalam keadaan penjanaan, dan tenaga elektrik yang dijana disalurkan semula ke kapasitor bas DC melalui jambatan penerus diod. Jika terdapat lebihan tenaga, gabungan IGBT dan diod dalam IPM (Modul Kuasa Pintar) digunakan untuk menyongsangkan kuasa DC kepada kuasa AC dan menyalurkannya semula ke grid. Sorotan teknologinya termasuk:

Pembetulan yang cekap: menggunakan diod pemulihan pantas (FRD) atau diod SiC, masa pemulihan terbalik dipendekkan kepada 1/10 tiub silikon tradisional, dan kehilangan pensuisan dikurangkan sebanyak 70%.
Kawalan penyegerakan grid: Dengan menggunakan teknologi fasa-gelung terkunci (PLL), arus maklum balas dan voltan grid disegerakkan dalam frekuensi dan fasa, dengan faktor kuasa Lebih daripada atau sama dengan 0.99.
Mekanisme perlindungan: TVS (penindasan voltan sementara) diod mengapit pancang voltan untuk mengelakkan kerosakan pada peralatan yang disebabkan oleh sambaran petir atau voltan lampau.
3. Penukar dua arah untuk stesen janakuasa simpanan tenaga
Dalam senario pencukuran puncak grid kuasa, sistem storan tenaga mencapai penukaran nyahcas cas melalui penukar DC/DC dwiarah. Diod memainkan peranan ganda dalam proses ini:

Mod pengecasan: Sebagai komponen penerus, ia menukar kuasa AC kepada kuasa DC dan menyimpannya dalam bateri;
Mod nyahcas: Sebagai diod roda bebas, ia menyediakan laluan semasa untuk litar penyongsang untuk memastikan keluaran tenaga yang lancar.
Mengambil sistem penyimpanan tenaga kontena 20 kaki sebagai contoh, BMS (Sistem Pengurusan Bateri)nya menggunakan 1600-1800 TVS dan diod Schottky untuk pengimbangan bateri, perlindungan voltan lampau dan sambungan anti songsang. Selepas menggunakan diod Trench Schottky, kecekapan sistem meningkat sebanyak 0.4%, dan penjimatan kuasa tahunan bagi satu kotak melebihi 1000 kWj.