Mitä lämmönpoistoongelmia tulisi ottaa huomioon käytettäessä diodeja invertterissä?

一, Lämmönpoistopolun optimointisuunnittelu

1. PCB lämpösuunnittelun optimointi
Kuparikalvon laajeneminen: Anodin/katodin kuparikalvon alueen lisääminen (kuten 1 unssin päivittäminen 2 unssiin) voi vähentää lämpövastusta 30 %. Esimerkiksi järjestämällä lämmönpoistoreiät (halkaisija 0,5 mm, etäisyys 1 mm) diodityynyjen ympärille lämpö voidaan johtaa piirilevyn pohjakerrokseen, mikä parantaa lämmönpoiston tehokkuutta 25 %.
Asettelun eristäminen: Tehodiodien ja ohjauspiirien välisen lämpökytkennän välttämiseksi on suositeltavaa, että etäisyys on suurempi tai yhtä suuri kuin 5 mm. Tietyn auton invertterin MOSFETien ja diodien välisen riittämättömän etäisyyden vuoksi ohjaussirun lämpötila ylitti standardin, mikä aiheutti vääriä suojaustoimia.
2. Lämmönpoistomenetelmän valinta
Ilmajäähdytyksen lämmönpoisto: sopii skenaarioihin, joissa tehotiheys<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 ℃.
Nestejäähdytyslämmön hajoaminen: Kun tehotiheys on yli 10 W/cm³, nestejäähdytysjärjestelmä voi alentaa liitoslämpötilaa 40 astetta. Nestejäähdytteisten moduulien käyttöönoton jälkeen datakeskuksen UPS:n diodien käyttöikä on pidennetty 8 vuodesta 15 vuoteen.
Vaiheenmuutosmateriaali (PCM): Suljetussa tilassa PCM voi absorboida välittömän lämpöshokin. Kokeet ovat osoittaneet, että PCM:n upottaminen 5 kW:n invertteriin vähentää diodin lämpötilan vaihteluiden amplitudia 60 %.
2, Keskeiset toimenpiteet insinöörityössä
1. Laitteen valintakriteerit
Jännite- ja virtamarginaali: Diodin nimellisjännitteen tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 1,5 kertaa järjestelmän enimmäisjännite, ja nimellisvirran tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 2 kertaa keskimääräinen virta. Esimerkiksi 1000 V:n aurinkosähköjärjestelmässä on valittava 1200 V:n jännitekestävä diodi.
Matala VF ja matala IR-ominaisuudet: VF:llä varustetut laitteet<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. Reaaliaikainen lämpötilan seuranta
NTC-termistori: Upotettu NTC:llä diodipaketin sisään, se voi seurata liitoksen lämpötilaa reaaliajassa. Tietty aurinkosähköinvertteri säätää dynaamisesti kytkentätaajuutta NTC-palautteen avulla, mikä vähentää diodiliitoksen lämpötilan vaihteluväliä ± 15 astetta ± 5 asteeseen.
Infrapunalämpökuvaus: Säännöllistä infrapunatunnistusta käytetään paikallisten hotspottien tunnistamiseen. Tuulivoimanmuuntimen huollon aikana havaittiin, että diodijuotostyynyt olivat virtuaalisia, mikä aiheutti paikallisen lämpötilan nousun jopa 80 astetta. Korjauksen jälkeen järjestelmän tehokkuus palautui 98,5 prosenttiin.
3. Vähentynyt käyttöstrategia
Säädä lähtöteho ympäristön lämpötilan mukaan:

40 asteen ympäristö: käytä 5 % alennuksella;
60 asteen ympäristö: käytä 20 % alennuksella.
Aavikon aurinkosähkövoimala otti käyttöön vähennysstrategian, joka pienensi diodien vikaantumisastetta 0,8 prosentista 0,2 prosenttiin vuodessa.