Bagaimana untuk memilih diod Schottky dalam sistem penyimpanan tenaga untuk mengurangkan kerugian?

1, Analisis Mekanisme Kerugian: Akar Kelebihan Kecekapan Tenaga Diod Schottky
Kehilangan tenaga sistem penyimpanan tenaga terutamanya berasal dari tiga laluan: kehilangan pengaliran, kehilangan kehilangan, dan kerugian pemulihan terbalik. Diod Schottky telah mencapai melampaui kawasan persimpangan tradisional PN melalui inovasi material dan reka bentuk struktur.

Kawalan kehilangan pengaliran
Diod Schottky menggunakan persimpangan semikonduktor logam (halangan Schottky) dan bukannya persimpangan PN, dan penurunan voltan ke hadapan mereka (VF) biasanya 0.2-0.5V, yang lebih daripada 50% lebih rendah daripada diod silikon biasa (0.7-1.0v). Mengambil 100A semasa sebagai contoh, kehilangan konduksi diod biasa adalah 70W, manakala diod Schottky hanya 20-50W. Dalam sistem pengurusan bateri Byd Han EV, penggunaan diod VF yang rendah meningkatkan kecekapan keseluruhan sistem sebanyak 1.2% dan meningkatkan julat dengan 3-5 kilometer.
Pengoptimuman kehilangan suis
Diod Schottky tidak mempunyai kesan penyimpanan pembawa minoriti, dan masa pemulihan terbalik (TRR) boleh dipendekkan kepada 10-100Ns, iaitu tiga pesanan magnitud yang lebih rendah daripada diod biasa (tahap microsecond). Dalam penukar kekerapan Siemens Sinamik G120, penggunaan diod Schottky meningkatkan kekerapan beralih dari 20kHz hingga 100kHz, mengurangkan kerugian beralih sebanyak 60%, dan meningkatkan ketumpatan kuasa sistem sebanyak 40%.
Pengurusan semasa kebocoran terbalik
Walaupun arus kebocoran terbalik (IR) diod schottky lebih tinggi daripada diod biasa, pengoptimuman bahan (seperti menggunakan silikon - wafer epitaxial berasaskan dan proses lapisan hubungan logam mulia) dapat mengawal IR pada microamperes pada suhu tinggi. Model 1N5819WS Heketai Electronics mempunyai hanya 5 μ A pada 125 darjah, memenuhi keperluan ketat sistem penyimpanan tenaga untuk penggunaan kuasa statik.
2, Pemadanan Parameter Utama: Metodologi Pemilihan dari Teori ke Kejuruteraan
Senario aplikasi sistem penyimpanan tenaga memerlukan parameter yang pelbagai untuk diod Schottky, dan matriks pemilihan perlu ditubuhkan dari empat dimensi: voltan, arus, kekerapan, dan suhu.

Pemadanan parameter voltan
Rintangan voltan terbalik (VRRM): Ia mestilah 1.2-1.5 kali lebih tinggi daripada voltan maksimum sistem. Sebagai contoh, dalam sistem penyimpanan tenaga 48V, jika pek bateri 12 rentetan (voltan maksimum 54V) digunakan, model dengan VRRM lebih besar daripada atau sama dengan 80V harus dipilih (seperti semikonduktor SMBJ75A).
Voltan pemulihan terbalik (VRM): Dalam aplikasi nadi, kesan pancang voltan pada peranti perlu dipertimbangkan. Tesla Solar Roof menggunakan silikon karbida schottky diod dengan VRM 600V, yang dapat menahan overvoltages sementara seperti serangan kilat.
Pemadanan parameter semasa
Purata arus (IF): Ia perlu meliputi 1.5 kali arus operasi maksimum sistem. Dalam penyongsang SG3125HV kuasa SunAc, diod Schottky dengan jika =50 A digunakan untuk memenuhi keperluan operasi beban penuh sistem 100kW.
Surge Current (IFSM): Ia perlu menahan arus sementara semasa proses pengecasan bateri dan pelepasan. Model MBR1045CT dari Heketai Electronics dapat menahan arus lonjakan 100A dan sesuai untuk memulakan senario kejutan OBC kenderaan elektrik (pada - pengecas papan).
Pemadanan parameter kekerapan
Kekerapan operasi maksimum (FM): Ia perlu memadankan kekerapan penukaran bekalan kuasa penukaran. Dalam penyongsang Huawei Sun2000, diod Schottky dengan FM =1 MHz digunakan untuk mencapai kecekapan penjejakan MPPT 99%.
Kapasiti persimpangan (CJ): CJ rendah dapat mengurangkan kerugian caj dan pelepasan semasa penukaran frekuensi tinggi -. Model RB521D1-30-Q1 CJ dari Anbang Electronics hanya 2pf dan sesuai untuk aplikasi RF (frekuensi radio).
Pemadanan parameter suhu
Julat Suhu Kerja: Adalah perlu untuk menampung suhu alam sekitar yang melampau sistem penyimpanan tenaga. Produk yang dibungkus DFN1006 dari Heketai Electronics boleh beroperasi dengan stabil dalam lingkungan -40 darjah hingga 125 darjah, dengan voltan drift dikawal dalam ± 0.05%/ darjah, memenuhi keperluan kestabilan bekalan kuasa ADAS (sistem bantuan pemandu lanjutan).
Rintangan terma (R θ JA): Pembungkusan rintangan haba yang rendah dapat meningkatkan kecekapan pelesapan haba. Rintangan terma pakej TO-220 adalah 15 darjah /W, manakala pakej DFN1006 dapat mengurangkannya hingga 5 darjah /W, dengan ketara mengurangkan kenaikan suhu peranti.
3, Adaptasi Senario Aplikasi: Amalan Pemilihan dari Umum hingga disesuaikan
Senario aplikasi pelbagai sistem penyimpanan tenaga memerlukan keperluan yang berbeza untuk diod Schottky, dan pemilihan yang disesuaikan perlu dibuat berdasarkan senario tertentu.

Sistem Pengurusan Bateri (BMS)
Perlindungan Pengecasan Anti Reverse: Pilih model dengan VF rendah dan IFSM yang tinggi. Kunci pintu pintar Deshmann mengamalkan siri BAT54 diod Schottky (vf =0.3 v, ifsm =30 A), yang mencapai 99.99% antibalikkan kebolehpercayaan pengecasan dalam persekitaran -40 darjah ~ 85 darjah.
Kawalan seimbang: Pilih model dengan IR yang rendah dan VRRM yang tinggi. Sistem Penyimpanan Tenaga Ningde Times mengamalkan model SD101AW (ir =0.2 μ A, vrrm =1000 v) untuk mencapai kawalan seimbang tahap millivolt antara pek bateri.
Dc - dc converter
Pembetulan segerak: Perlu memilih model dengan VF rendah dan rendah R θ ja. Sunshine Power SG3125HV Inverter mengamalkan diod Schottky yang dibungkus dalam SOD-123 (vf =0.25 v, r θ ja =30 darjah /w), dengan kecekapan penukaran 98.7%.
Teknologi pensuisan lembut: model QRR rendah (caj pemulihan terbalik) perlu dipilih. Model MBR20100CT QRR dari Heketai Electronics hanya 5NC dan sesuai untuk litar ZVS (sifar voltan), mengurangkan kerugian beralih sebanyak 70%.
PV Inverter
Penjejakan MPPT: Pilih model dengan FM yang tinggi dan CJ yang rendah. Inverter Huawei Sun2000 menggunakan diod schottky yang dibungkus dalam SMA (fm =1 MHz, CJ =5 pf) untuk mencapai respons pantas tahap 0.1ms.
Perlindungan Pulau: Model VRRM yang tinggi dan rendah IR perlu dipilih. Tesla Solar Roof menggunakan silikon karbida schottky diod (vrrm =600 v, ir =1 μ a) untuk memotong arus terbalik dalam masa 0.1 saat dalam kes kesalahan grid.