तेज़ रिकवरी डायोड क्या है? कौन से ऊर्जा उपकरण उपयोग के लिए उपयुक्त हैं?

1, फास्ट रिकवरी डायोड का तकनीकी सार
संरचनात्मक नवाचार: पिन संरचना के भौतिक लाभ
पारंपरिक रेक्टिफायर डायोड एक पीएन जंक्शन संरचना को अपनाते हैं, और रिवर्स रिकवरी प्रक्रिया के दौरान, कमी क्षेत्र में संग्रहीत वाहकों को पुनर्संयोजन के लिए लंबे समय की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप माइक्रोसेकंड का रिवर्स रिकवरी समय होता है। तेज़ पुनर्प्राप्ति डायोड P-प्रकार और N-प्रकार की सिलिकॉन परतों के बीच एक आंतरिक I परत डालकर एक पिन संरचना बनाते हैं। यह डिज़ाइन कमी क्षेत्र की चौड़ाई को माइक्रोमीटर स्तर तक विस्तारित करता है, जिससे वाहक भंडारण की मात्रा काफी कम हो जाती है। एक उदाहरण के रूप में क्री की सी3डी श्रृंखला सिलिकॉन कार्बाइड फास्ट रिकवरी डायोड को लेते हुए, इसकी पिन संरचना रिवर्स रिकवरी समय को 10 नैनोसेकंड से भी कम कर देती है, जो पारंपरिक सिलिकॉन आधारित उपकरणों की तुलना में परिमाण के दो ऑर्डर अधिक है।

तकनीकी सफलता: समग्र केंद्र नियंत्रण प्रौद्योगिकी
सोने और प्लैटिनम जैसी भारी धातु की अशुद्धियों के आयन आरोपण द्वारा, या इलेक्ट्रॉन विकिरण तकनीक का उपयोग करके, गहरे स्तर के पुनर्संयोजन केंद्रों को सिलिकॉन जाली में पेश किया जाता है। ये पुनर्संयोजन केंद्र 'वाहक जाल' के रूप में कार्य करते हैं, जिससे अल्पसंख्यक वाहकों की पुनर्संयोजन प्रक्रिया तेज हो जाती है। प्रायोगिक डेटा से पता चलता है कि सोने से डोप किए गए FR107 डायोड का रिवर्स रिकवरी चार्ज क्यूआरआर अनडोप किए गए उपकरणों की तुलना में 75% कम हो जाता है, और रिवर्स रिकवरी का समय 2 माइक्रोसेकंड से कम होकर 500 नैनोसेकंड हो जाता है।

मटेरियल इनोवेशन: वाइड बैंडगैप सेमीकंडक्टर्स का उदय
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) और गैलियम नाइट्राइड (GaN) जैसी तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक पदार्थों के अनुप्रयोग ने सिलिकॉन आधारित उपकरणों की भौतिक सीमाओं को और तोड़ दिया है। SiC सामग्री की बैंडगैप चौड़ाई 3.2 eV है, जो सिलिकॉन की तीन गुना है। इसकी उच्च क्रिटिकल ब्रेकडाउन फ़ील्ड ताकत (3एमवी/सेमी) डिवाइस को उच्च वोल्टेज प्रतिरोध और पतली बहाव परत प्राप्त करने में सक्षम बनाती है। CoolSiC को Infineon ™ द्वारा लॉन्च किया गया है, श्रृंखला 1200V फास्ट रिकवरी डायोड में 25 डिग्री के जंक्शन तापमान पर केवल 35 नैनोसेकंड का रिवर्स रिकवरी समय होता है, और इसमें एक सकारात्मक तापमान गुणांक विशेषता होती है, जिससे समानांतर में विस्तार करना आसान हो जाता है।

2, ऊर्जा उपकरणों में मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य
फोटोवोल्टिक इन्वर्टर: डीसी से एसी तक दक्षता क्रांति
स्ट्रिंग फोटोवोल्टिक इनवर्टर में, तेज़ रिकवरी डायोड DC{0}}AC रूपांतरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उदाहरण के तौर पर Huawei SUN2000-50KTL-H1 इन्वर्टर को लेते हुए, इसका बूस्ट बूस्ट सर्किट MUR1680CT अल्ट्रा फास्ट रिकवरी डायोड (trr{6}}ns) का उपयोग करता है, जो MPPT ट्रैकिंग के दौरान स्विचिंग नुकसान को 40% तक कम कर सकता है। विशेष रूप से हल्के लोड की स्थिति में, सॉफ्ट रिकवरी विशेषता वोल्टेज स्पाइक्स को प्रभावी ढंग से दबा देती है, जिससे सिस्टम की यूरो दक्षता 98.7% तक बढ़ जाती है।

इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग पाइल: उच्च आवृत्ति सुधार की दक्षता में सफलता
टेस्ला V3 सुपरचार्जिंग स्टेशन 900V हाई वोल्टेज प्लेटफॉर्म को अपनाता है, और इसके PFC सर्किट में उपयोग किए जाने वाले STTH1206DI 600V फास्ट रिकवरी डायोड को डोपिंग एकाग्रता ग्रेडिएंट को अनुकूलित करके 120 नैनोसेकंड के भीतर नियंत्रित किया जाता है। 350kW की चार्जिंग पावर पर, यह डिवाइस 99.2% की रेक्टिफायर मॉड्यूल दक्षता प्राप्त करता है, जो पारंपरिक सिलिकॉन रेक्टिफायर से 1.5 प्रतिशत अंक अधिक है। यह एक चार्जिंग स्टेशन के लिए सालाना 20000 युआन से अधिक बिजली बिल बचा सकता है।

औद्योगिक बिजली आपूर्ति: उच्च-आवृत्ति ऊर्जा रूपांतरण
एमर्सन सीटी श्रृंखला उच्च आवृत्ति वाली औद्योगिक बिजली आपूर्ति में, टीडीएएफ 30 ए 65 650 वी सिलिकॉन कार्बाइड फास्ट रिकवरी डायोड का उपयोग एक कुशल फ्रीव्हीलिंग सर्किट बनाने के लिए आईजीबीटी के साथ एंटी पैरेलल में किया जाता है। इसकी शून्य रिवर्स रिकवरी करंट विशेषता स्विचिंग आवृत्ति को 200kHz तक बढ़ाती है और 5kW/in ³ की पावर घनत्व प्राप्त करती है। लेजर कटिंग मशीन की बिजली व्यवस्था में, यह उपकरण आउटपुट रिपल वोल्टेज को 0.5% से कम कर देता है, जिससे मशीनिंग सटीकता में काफी सुधार होता है।

ऊर्जा भंडारण प्रणाली: द्विदिश कनवर्टर की दक्षता अनुकूलन
CATL की ऊर्जा भंडारण प्रणाली में उपयोग किया जाने वाला BYV26E अल्ट्रा फास्ट रिकवरी डायोड द्विदिशात्मक DC-DC कन्वर्टर्स में कुशल ऊर्जा प्रवाह प्राप्त करता है। इसकी अनूठी एनोड शॉर्ट सर्किट संरचना रिवर्स रिकवरी सॉफ्टनेस फैक्टर (S=tr/tf) को 0.3 तक पहुंचने में सक्षम बनाती है। बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग स्विचिंग प्रक्रिया के दौरान, वोल्टेज ओवरशूट को 5% के भीतर नियंत्रित किया जाता है, जिससे बैटरी सेल चक्र जीवन बढ़ जाता है।

3, चयन और डिज़ाइन के लिए मुख्य विचार
पैरामीटर मिलान का स्वर्णिम नियम
वोल्टेज मार्जिन: वास्तविक ऑपरेटिंग वोल्टेज डिवाइस के रेटेड रिवर्स रिपिटिटिव पीक वोल्टेज वीआरआरएम के 70% से कम होना चाहिए। उदाहरण के लिए, 1000V फोटोवोल्टिक प्रणाली में, 1200V से अधिक या उसके बराबर VRRM वाले उपकरणों का चयन करने की आवश्यकता होती है।
करंट व्युत्पन्न: औसत फॉरवर्ड करंट आईएफ (एवी) का चयन वास्तविक ऑपरेटिंग करंट के 1.5 गुना के आधार पर किया जाना चाहिए, और पीक फॉरवर्ड सर्ज करंट आईएफएसएम को सिस्टम के अधिकतम शॉर्ट सर्किट करंट के 2 गुना से अधिक का सामना करना चाहिए।
हानि संतुलन: 20kHz से ऊपर के अनुप्रयोगों में, आगे की चालन हानि (Pon=VF × IF) और रिवर्स रिकवरी हानि (Psw off=Vr × Irrm × trr × fsw/2) का व्यापक मूल्यांकन करना आवश्यक है, और Qrr के साथ अल्ट्राफास्ट रिकवरी डिवाइस का चयन करने को प्राथमिकता देना आवश्यक है।<50nC.
थर्मल प्रबंधन की सिस्टम इंजीनियरिंग
गर्मी अपव्यय पथ का अनुकूलन: डीबीसी सिरेमिक सब्सट्रेट और कॉपर सुई फिन गर्मी अपव्यय संरचना को अपनाने से, TO-247 पैकेज्ड उपकरणों का थर्मल प्रतिरोध θ ja 1.5 डिग्री /W तक कम हो जाता है।
जंक्शन तापमान की निगरानी: वास्तविक समय में डायोड जंक्शन तापमान की निगरानी करने के लिए आईजीबीटी मॉड्यूल में एनटीसी थर्मिस्टर को एकीकृत करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि यह 150 डिग्री के रेटेड मूल्य से अधिक न हो।
समानांतर वर्तमान साझाकरण डिज़ाइन: समानांतर में उपकरणों के एक ही बैच का उपयोग करना, और स्विच तरंग को सिंक्रनाइज़ करने के लिए गेट प्रतिरोध (आरजी) को समायोजित करना, वर्तमान असंतुलन को 5% के भीतर नियंत्रित किया जाता है।