Millised on dioodide erinevad rollid täissild- ja poolsildinverterites?
Jäta sõnum
1, topoloogia erinevused määravad dioodide põhilise funktsionaalse asukoha
(1) Poolsilla inverteri minimalistlik arhitektuur ja dioodi südamiku roll
Poolsilla inverter kasutab kahe lülitiga kahe dioodi struktuuri ja alalisvoolu pool moodustab kondensaatori pingejaotuse kaudu kaks potentsiaalset punkti ± Vdc/2. Võttes näiteks induktiivkoormused, kui ülemise sillahoova lüliti M1 on sisse lülitatud, on voolutee Vdc/2 → M1 → koormus → Vdc/2 ja diood D1 on vastupidises väljalülitusolekus. Kui M1 on välja lülitatud, moodustab koormuse induktiivsuse poolt tekitatud vastupidine elektromotoorjõud D2 kaudu vabakäiguahela: koormus → D2 → Vdc/2, mis täidab kaks peamist funktsiooni:
Pingeklamber: piirake pinget, mida lüliti toru talub, väärtusele Vdc/2, et vältida ülepinge purunemist;
Energia tagasiside: pakub vabastuskanalit induktiivse energia salvestamiseks, et vältida voolu järskudest muutustest põhjustatud pinge hüppeid.
Eksperimentaalsed andmed näitavad, et 1 kW poolsilla invertersüsteemis võib D2 vabakäigu maksimaalne vool ulatuda 1,5-kordse nimikoormuse vooluni ja selle tagasipööratud taastumisaega tuleb lülitusefektiivsuse tagamiseks kontrollida 100 n jooksul.
(2) Täissildinverteri ülearhitektuur ja dioodifunktsiooni laiendamine
Täissildinverter kasutab nelja lülitiga nelja dioodi struktuuri, mis saavutab väljundpinge polaarsuse ümberpööramise kahe lülitipaari vahelduva juhtivuse kaudu. Selle ainulaadsus kajastub:
Bipolaarne juhtimine: T1-T4 juhtivuse kombinatsiooni abil on võimalik saavutada täielik pinge kõikumine ± Vdc koormuse otsas. Dioodid D1-D4 ei täida mitte ainult vabakäigu funktsiooni, vaid moodustavad ka energia tagasiside kanali;
Veakaitse: kui T1 ja T4 on mõlemad valesti juhitud, võib D2-D3 moodustada lühisekaitsetee, et vältida alalisvoolu siini lühist.
Võrdlev testimine näitab, et dioodide poolt kantav maksimaalne pöördpinge täissillakonstruktsioonis väheneb poolsillakonstruktsiooniga võrreldes 50%, kuid suuremate siirdevooludega (kuni kaks korda suurem koormusvool) tuleb toime tulla.
2, dioodide dünaamiline reaktsioon energiahaldusmehhanismis
(1) Poolsilla inverteri ühesuunaline energiavoolu juhtimine
Poolsilla topoloogias moodustavad dioodid ühesuunalise energiaülekandevõrgu. Võttes näiteks fotogalvaaniliste mikroinverterite rakenduse, kui koormusvõimsus on sisendvõimsusest väiksem, suunatakse induktiivne energiasalvesti D2 kaudu alalisvoolu siini tagasi ja diood peab vastama järgmistele nõuetele:
Positiivne pingelang vähem kui 0,5 V või sellega võrdne (vähendab juhtivuskadu);
Pöördtagastuslaeng QRr Väiksem või võrdne 100nC (vähendab lülituskadusid).
Teatud tootja katseandmete kohaselt võib kiire taastumisdioodide (nt STTH3R06) kasutamine suurendada süsteemi efektiivsust 2,3% ja vähendada temperatuuri tõusu 15 kraadi võrra.
(2) Täissildinverteri kahesuunaline energiaregulatsioon
Täielik silla struktuur saavutab dioodivõrgu kaudu keerukama energiahalduse:
Aktiivne klamber: trafoga ühendatud inverterites võib D1-D4 moodustada klambriahela, et piirata lüliti toru pinget ohutus vahemikus;
Pehme lülituse rakendamine: koos resonantsinduktoritega võivad dioodid luua nullpinge lülitustingimusi. Pärast selle tehnoloogia kasutuselevõttu vähenes 4 kW võimsusega täissildmuunduri lülituskadu 65%.
Eriti tähelepanuväärne on see, et kolmefaasilistes täissildinverterites peavad dioodid täitma ka faasidevahelise energia tasakaalu funktsiooni. Kui teatud faasi vool juhib, saab vastava sillaharu diood suunata liigse energia voolama teistesse faasidesse, saavutades dünaamilise võimsusjaotuse.
3, dioodikarakteristikute juhtimisstrateegia diferentsiaalnõuded
(1) Poolsilla muunduri lihtne juhtimis- ja dioodiparameetrite sobitamine
Poolsilla struktuur kasutab tavaliselt bipolaarset või unipolaarset SPWM-juhtimist ja dioodidele esitatavad nõuded on keskendunud staatilistele omadustele:
Pöördtaasteaeg trr Vähem kui 50 n või sellega võrdne (sobib kõrge sagedusega{1}}lülitamiseks);
Ühenduse mahtuvus Cj Vähem või võrdne 100pF (vähendab lüliti müra).
Vastavalt teatud autoinverteri projekti valikuandmetele võib ülikiire taastamise dioodide (nt MUR860) kasutamine vähendada elektromagnetilisi häireid (EMI) 8 dB võrra.
(2) Dioodide kompleksmoduleerimine ja dünaamiline kohandamine täissildinverterites
Täielik silla struktuur toetab täiustatud modulatsioonitehnoloogiaid, nagu sageduse kahekordistav SPWM, mis seab dioodidele kõrgemad dünaamilised nõuded
Temperatuuri stabiilsus: vahemikus -40 kuni 150 kraadi peaks edasise rõhu languse muutumise kiirus olema väiksem või võrdne 5 mV/kraadiga;
Laviinivastane võime: see peab taluma nimivoolust vähemalt 1,5 korda suuremat laviinienergiat.
Teatud tööstusliku mootori ajam näitab, et ränikarbiiddioodide (nt C3D10060E) kasutamine võib parandada süsteemi efektiivsust 98,2% -ni ja lühendada surnud tsooni aega 500 n-lt 200 n-ni.
4, jõudluse võrdlus tüüpilistes rakendusstsenaariumides
Parameeter poolsilla inverter täissilla inverter
Dioodide arv 2, 4
Pinge pinge Vdc/2 Vdc
Voolupinge 1,5-kordne koormusvool 2-kordne koormusvool
Madal juhtimise keerukus (bipolaarne SPWM) ja kõrge (sageduse kahekordistav SPWM)
Tüüpiline efektiivsus 92-95% 95-98%
Kulu koefitsient 1.0 1.8
