Dinaminių įtampos atkūrimo įrenginių (DVR) pagrindinių medžiagų analizė

Dinaminio įtampos atkūrimo įrenginio (DVR) veikimas ir patikimumas labai priklauso nuo naudojamų medžiagų elektrinių charakteristikų, šiluminio stabilumo ir mechaninio stiprumo. Gilus pagrindinių jo sudedamųjų dalių supratimas padeda suprasti pagrindinius dizaino aspektus ir veikimo ribas.

 

Galios puslaidininkiniai įrenginiai yra pagrindinis{0}}DVR energijos konvertavimo centras. Juose paprastai naudojami silicio -pagrindo izoliuoti-vartų dvipoliai tranzistoriai (IGBT), metalo-oksido-puslaidininkiniai lauko-efektiniai tranzistoriai (MOSFET) ir naujos-kartos silicio karbido (SiC) arba galio nitrido (gallio nitrido) pločio puslaidininkiai. Šioms medžiagoms būdingas didelis nešiklio mobilumas ir didelis gedimo elektrinio lauko stiprumas, išlaikomi maži nuostoliai ir didelis efektyvumas esant aukštesnei darbo temperatūrai ir perjungimo dažniams, o tai yra fizinė būtina sąlyga norint pasiekti milisekundžių{10}}lygį ir net mikrosekundžių{11}}lygį įtampos kompensavimui.

 

Elektrolitiniai kondensatoriai ir plonasluoksniai{0}}kondensatoriai plačiai naudojami energijos kaupimo ir filtravimo etapuose. Elektrolitiniuose kondensatoriuose kaip elektrodai naudojama aliuminio folija, o kaip dielektrikas - elektrolitas, turintis didelę talpą ir tinkamas nuolatinės srovės magistralės energijos kaupimui. Kita vertus, plėveliniuose kondensatoriuose kaip dielektrikas naudojamos polimerinės medžiagos, pvz., polipropilenas, pasižymintis maža ekvivalentine serijine varža (ESR), ilgas tarnavimo laikas ir puikiomis dažnio charakteristikomis, be to, jie dažniausiai naudojami aukšto -dažnio pulsacijos filtravimui ir momentinei energijai palaikyti. Šynos ir jungiamieji laidininkai dažnai gaminami iš labai laidaus vario arba aliuminio, padengti alavu arba sidabru, kad būtų sumažintas kontaktinis atsparumas, slopinamas oksidavimas ir užtikrinamas stabilus didelės{5}}srovės perdavimas su mažais nuostoliais.

 

Konstrukciniams komponentams ir šilumos išsklaidymo sistemai reikalingos medžiagos, subalansuojančios mechaninį stiprumą ir šilumos valdymo efektyvumą. Korpusas ir atraminis rėmas dažnai yra pagaminti iš aliuminio lydinio arba nerūdijančio plieno; pirmasis yra lengvas ir turi gerą šilumos laidumą, palengvinantis integravimą su šilumos kriauklėmis; pastarasis yra labai atsparus korozijai-, tinka atšiaurioms aplinkoms. Šilumos kriauklės paprastai naudoja aliuminį arba varį, turintį didelį šilumos laidumą; kai kurie aukščiausios klasės sprendimai papildo tai grafito kompoziciniais sluoksniais arba garų kameromis, kad pagerintų šilumos išsklaidymo efektyvumą ir užtikrintų, kad maitinimo įrenginiai veiktų saugiuose temperatūros diapazonuose.

 

Be to, valdymo ir jutimo komponentai priklauso nuo labai patikimų spausdintinių plokščių (PCB) substratų, tokių kaip FR-4 epoksidinio stiklo audinio laminatas, kurio puiki izoliacija ir matmenų stabilumas užtikrina sklandų tankų laidų sujungimą ir aukšto dažnio signalo perdavimą. Jutikliai naudoja magnetines, šviesai jautrias arba pjezorezines funkcines medžiagas, kad būtų galima tiksliai nustatyti įtampą, srovę ir temperatūrą.

 

Apskritai pagrindinės medžiagos, naudojamos DVR, apima plataus{0}}pralaidumo puslaidininkius, labai laidžius metalus, specialius kondensatorių dielektrikus, lengvus didelio{1}}stiprumo lydinius ir didelio šilumos laidumo šilumos išsklaidymo medžiagas. Šių medžiagų sinergetinis panaudojimas leidžia pasiekti aukšto lygio dinaminį atsaką, energijos vartojimo efektyvumą ir prisitaikymą prie aplinkos, sudarant tvirtą medžiaginį pagrindą šiuolaikinei energijos kokybės valdymo įrangai.