Koje probleme rasipanje topline treba uzeti u obzir pri korištenju dioda u inverterima?

一, Optimizacijski dizajn puta odvođenja topline

1. Optimizacija termičkog dizajna PCB-a
Širenje bakrene folije: Povećanje površine anodne/katodne bakarne folije (kao što je nadogradnja sa 1 oz na 2 oz) može smanjiti termičku otpornost za 30%. Na primjer, postavljanjem otvora za disipaciju topline (prečnik 0,5 mm, razmak 1 mm) oko diodnih jastučića, toplina se može odvesti do donjeg sloja PCB-a, poboljšavajući efikasnost odvođenja topline za 25%.
Izolacija rasporeda: Da bi se izbjeglo termičko spajanje između energetskih dioda i upravljačkih krugova, preporučuje se razmak veći od ili jednak 5 mm. Zbog nedovoljnog razmaka između MOSFET-a i dioda u određenom automobilskom inverteru, temperatura kontrolnog čipa je premašila standardnu, uzrokujući lažne zaštitne akcije.
2. Izbor metode odvođenja toplote
Rasipanje topline hlađenjem zrakom: pogodno za scenarije sa gustinom snage<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 ℃.
Rasipanje topline hlađenjem tekućinom: Kada je gustina snage veća od 10W/cm³, sistem za hlađenje tekućinom može smanjiti temperaturu spoja za 40 stepeni. Nakon usvajanja modula sa tečnim hlađenjem, životni vek dioda u UPS-u data centra je produžen sa 8 na 15 godina.
Materijal za promenu faze (PCM): U skučenom prostoru, PCM može apsorbovati trenutni toplotni udar. Eksperimenti su pokazali da ugradnja PCM-a u inverter od 5kW smanjuje amplitudu temperaturnih fluktuacija diode za 60%.
2, Ključne mjere u inženjerskoj praksi
1. Kriteriji odabira uređaja
Margina napona i struje: Nazivni napon diode bi trebao biti veći ili jednak 1,5 puta maksimalnog napona sistema, a nazivna struja bi trebala biti veća ili jednaka 2 puta prosječne struje. Na primjer, u fotonaponskom sistemu od 1000 V, potrebno je odabrati diodu otpornu na napon od 1200 V.
Niske VF i niske IR karakteristike: Uređaji sa VF<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. Praćenje temperature u realnom vremenu
NTC termistor: Ugrađen sa NTC unutar diodnog paketa, može pratiti temperaturu spoja u realnom vremenu. Određeni fotonaponski inverter dinamički prilagođava frekvenciju prebacivanja preko NTC povratne sprege, smanjujući raspon fluktuacije temperature diodnog spoja sa ± 15 stepeni na ± 5 stepeni.
Infracrvena termalna slika: Redovna infracrvena detekcija se koristi za identifikaciju lokalnih vrućih tačaka. Tokom održavanja pretvarača energije vjetra, ustanovljeno je da su diodni jastučići za lemljenje virtualni, uzrokujući lokalni porast temperature do 80 stepeni. Nakon popravke, efikasnost sistema je vraćena na 98,5%.
3. Strategija smanjene upotrebe
Podesite izlaznu snagu prema temperaturi okoline:

Okruženje od 40 stepeni: koristite sa smanjenjem ocene od 5%;
Okruženje od 60 stepeni: koristite sa 20% smanjenjem ocene.
Pustinjska fotonaponska elektrana implementirala je strategiju smanjenja kapaciteta, smanjujući stopu kvara dioda sa 0,8% godišnje na 0,2% godišnje.