Milline on dioodide kasutamise trend uutes energiasõidukite laadimisjaamades?

1, tehnoloogiline iteratsioon: traditsioonilistelt räni{1}}põhistelt pooljuhtidelt laia ribalaiusega pooljuhtidele üleminek
Traditsioonilised räni{0}põhised dioodid on oma odavuse ja arenenud tehnoloogia tõttu laadimisvaiade turul pikka aega domineerinud. Uute energiasõidukite arendamisel kõrgepinge ja suure võimsusega on aga räni{2}}põhiste dioodide jõudluse kitsaskoht muutumas üha olulisemaks. Näiteks 800 V kõrge-kõrgpinge kiirlaadimise stsenaariumi korral põhjustab räni-põhiste dioodide suur tagasipööratud taastumiskadu ja madal lülitussagedus süsteemi efektiivsuse vähenemise, samas kui stabiilsusprobleemid kõrge temperatuuriga keskkondades piiravad ka nende kasutamist.

Laia ribalaiusega pooljuhtmaterjalide, nagu ränikarbiid (SiC) ja galliumnitriid (GaN) kasv on andnud uue suuna diooditehnoloogia ajakohastamiseks. Võttes näiteks SiC Schottky dioodid, on neil järgmised eelised:

Madal takistus: SiC materjali kriitiline läbilöögivälja tugevus on 10 korda suurem kui ränil, mis võib saavutada õhema triivikihi, vähendades seeläbi takistust ja energiakadu.
Kõrgsageduslikud lülitusomadused: SiC-dioodide tagasipööratud taastumisaeg (t_rr) on nullilähedane, suurendades oluliselt lülitussagedust ja kohandudes kõrgsageduslike laadimismoodulite -nõuetega.
Kõrge temperatuuritaluvus: SiC-seadmed võivad töötada stabiilselt keskkondades, mille temperatuur on üle 200 kraadi, vähendades soojuse hajumise disaini keerukust ja parandades süsteemi töökindlust.
Turu-uuringute institutsioonide ennustuste kohaselt ületab globaalne SiC dioodide turu suurus 2026. aastaks 3 miljardit USA dollarit, aastane liitkasvumäär on 15%, millest laadimisvaiade väli moodustab üle 30%. Kodumaised ettevõtted, nagu Silanwei ja Yangjie Technology, on saavutanud SiC Schottky dioodide masstootmise ja võtnud järk-järgult kasutusele kõrge väärtusega -lisandstsenaariumid, nagu laadimisvaiad ja OBC (pardallaadijad{6}}).

2, materjaliuuendus: pakendamistehnoloogia ja soojuse hajumise disaini koostöö optimeerimine
Dioodide jõudluse parandamine ei sõltu mitte ainult materjalide uuendustest, vaid nõuab ka pakendamistehnoloogia ja soojuse hajumise disaini koostööd. Laadimisjaamade rakenduses peavad dioodid taluma raskeid tingimusi, nagu kõrge vool, kõrgepinge ja kõrge sagedus{1}}lülitamine, ning traditsioonilised pakendivormid (nt DO-41, TO-220) ei vasta enam nõuetele. Praegu kiirendab tööstus oma arengut järgmistes suundades:

Kompaktne pakend: DFN (double{0}}sided flat no pins), SODFL (small patch diode) ja muud pakkevormid on nende väiksuse ja madalate parasiitparameetrite tõttu muutunud eelistatud valikuks suure-tihedusega PCB-paigutuste jaoks. Näiteks võivad DFN-i pakitud dioodid vähendada seadme suurust 1/5-ni traditsioonilistest toodetest, parandades samal ajal soojuse hajumise efektiivsust.
Suure soojuseraldusega pakend: suure võimsusega{0}}laadimismoodulite puhul parandavad ettevõtted dioodide soojusjuhtivust, kasutades selliseid materjale nagu vasest aluspinnad ja keraamilised pakendid. Näiteks võib teatud ettevõtte välja töötatud keraamiline kapseldatud SiC diood vähendada temperatuuri tõusu 40 kraadi võrra ja parandada süsteemi efektiivsust 2% võrreldes traditsiooniliste räni{4}põhiste seadmetega 350 kW ülikiire laadimise korral.
Integreeritud disain: integreerige mitu dioodiüksust ühte moodulisse või pakkige need koos MOSFET-i ja ajami vooluringiga, et moodustada toiteseadme kompleks (nt IPM-moodul), mis võib lihtsustada vooluahela disaini, vähendada parasiit-induktiivsust ja parandada süsteemi töökindlust.
3, rakenduse stsenaariumi laiendamine: laadimismoodulist kuni täieliku ketikaitseni
Laadimisjaamade tehnoloogia uuendamisega laienevad dioodide rakendusstsenaariumid traditsioonilistest laadimismoodulitest kogu ahelani, hõlmates mitmeid aspekte, nagu toitehaldus, elektromagnetiline ühilduvus (EMC) ja ohutuskaitse.

Toitehaldus: PFC (Power Factor Correction) ahelates suudavad kiire taastumisdioodid koos SiC MOSFET-idega saavutada kõrge -tõhususe ja madala harmoonilise energia muundamise, mis vastab standardi IEC 61000-3-2 nõuetele.
Elektromagnetiline ühilduvus: TVS (transient Voltage Supression) dioodid suudavad oma nanosekundilise reageerimiskiirusega tõhusalt summutada liigpingeid, mis tekivad laadimisjaamade ühendamisel sõidukitega, kaitstes allavoolu vooluahelat kahjustuste eest. Näiteks teatud ettevõtte poolt välja töötatud 5 kW võimsusega TVS dioodil on kinnituspinge täpsus ± 5% ja suurenenud liigpinge neeldumisvõime 10 kA.
Ohutuskaitse: laadimispüstoli liideses võib dioodide massiiv moodustada tagasikäigu- ja liigpinge-/liigvoolukaitseahelaid, et vältida seadme väärkasutamise põhjustatud kahjustusi. Näiteks teatud automudeli laadimissüsteem kasutab kahesuunalisi TVS-dioode, et fikseerida vastupidine pinge ohutus vahemikus, vältides aku ülelaadimise ohtu.