Hvad er forsinkelseseffekten af ​​dioder ved automatisk skift af distributionsnetværk?

一, Det fysiske grundlag for diodeforsinkelseskarakteristika
Forsinkelsesegenskaberne for en diode stammer fra de dynamiske processer af dens interne ladningsbærere. Når en diode skifter fra en ledende tilstand til en afskæringstilstand, forsvinder de ikke--ligevægtsbærere, der er akkumuleret i PN-forbindelsen (såsom elektroner i P-regionen og huller i N-regionen) ikke øjeblikkeligt, men aftager gradvist gennem to veje: Driftsbevægelse under påvirkning af et omvendt elektrisk felt og rekombination. Denne proces får den omvendte strøm til at opretholde en høj værdi i den indledende fase og derefter gradvist falde til en stabil-tilstandsværdi, hvilket danner en omvendt genopretningstid (Trr). Længden af ​​omvendt gendannelsestid påvirker direkte diodens omskiftningshastighed, som igen bestemmer dens forsinkelseskarakteristika ved automatisk omskiftning.

Eksperimentelle data viser, at den omvendte genopretningstid for dioder er tæt forbundet med forbindelseskapacitet og lagret ladning. Jo større PN-krydsområdet er, jo flere lagrede ladninger og jo længere forsinkelsestid; Jo større fremadstrøm, jo ​​større mængde lagret ladning og jo længere slukketid; Jo større omvendt strøm, jo ​​hurtigere forsvinder opladningen og jo kortere slukketid. For eksempel, i ensretterkredsløbet for automatisk omskifter i distributionsnetværket, hvis almindelige ensretterdioder anvendes, kan den omvendte genoprettelsestid nå hundredvis af nanosekunder til mikrosekunder, mens Schottky-dioder kan forkorte den omvendte genopretningstid til nanosekunder gennem flertalsbærebølgeledningsmekanismen, hvilket væsentligt forbedrer kontaktens responshastighed.

2, Kredsløbsimplementering af diodeforsinkelseskontrol i automatisk omskiftning
Ved automatisk omskiftning af distributionsnetværk opnås forsinkelsesstyringen af ​​dioder hovedsageligt gennem to kredsløbsformer: den ene er et forsinkelseskredsløb baseret på RC-opladning og -afladning, og den anden er et transient undertrykkelseskredsløb baseret på dioders omvendte gendannelsesegenskaber.

1. Anvendelse af dioder i RC-forsinkelseskredsløb
RC-forsinkelseskredsløbet opnår tidsforsinkelse gennem opladning og afladning af kondensatorer, og dioden spiller en rolle i styringen af ​​opladnings- og afladningsvejen i dette kredsløb. For eksempel, i det lukkende styrekredsløb af en automatisk omskifter, når indgangssignalet er højt, leder dioden i fremadgående retning, og kondensatoren oplades hurtigt gennem en lille modstand, hvilket forkorter lukketiden; Når indgangssignalet er lavt, slukkes dioden omvendt, og kondensatoren aflades langsomt gennem en stor modstand, hvilket forlænger åbningstiden. Dette design kan opnå forsinkelseskontrol, der spænder fra snesevis af mikrosekunder til millisekunder ved at justere diodens fremad- og omvendte modstandsforhold, der opfylder tidskravene til fejlisolering og genopretning i distributionsnetværket.

2. Anvendelse af dioder i transientundertrykkelseskredsløb
I overspændingsbeskyttelseskredsløbet for automatiske kontakter absorberer dioder (såsom TVS-dioder) transiente overspændinger gennem deres omvendte gennembrudskarakteristika, og deres omvendte genopretningstid påvirker direkte beskyttelsesreaktionshastigheden. For eksempel, når lynet slår ned eller switch-operationer genererer overspænding i distributionsnetværket, leder TVS-dioden på nanosekunder, fastspænder overspændingen til et sikkert niveau og genopretter derefter afskæringstilstanden gennem en omvendt gendannelsesproces. Hvis den omvendte genopretningstid er for lang, kan det forårsage sekundær overspændingsstigning, så ultrahurtige genopretningsdioder (såsom UF4007, Trr<50ns) need to be selected to optimize the protection effect.

3, Typisk anvendelse af diodeforsinkelseskarakteristika i distributionsnetværksautomatisering
1. Timing kontrol for fejlisolering og retablering
Ved automatisering af distributionsnetværksfødere skal automatiske kontakter hurtigt isolere defekte sektioner baseret på fejlsignaler og genoprette strømforsyningen til ikke-defekte sektioner. Dioders forsinkelseskarakteristika kan opnå timing-koordinering af switch-handlinger. For eksempel i et genlukkende kredsløb styres opladningstiden for kondensatoren af ​​en diode for at sikre en forsinkelse på flere sekunder før genlukning efter fejlisolering, hvilket undgår den gentagne påvirkning af transiente fejl. Efter at have vedtaget denne ordning i et 10kV distributionsnetværksprojekt, blev fejlisoleringstiden forkortet til mindre end 200ms, og succesraten for genlukning blev øget til 98%.

2. Anti tilbagestrømningsbeskyttelse for distribueret strømadgang
Med populariseringen af ​​distribuerede solcelle- og energilagringssystemer skal distributionsnettet forhindre distribuerede strømkilder i at sende elektricitet tilbage til nettet i tilfælde af en fejl. Dioden er forbundet i serie med vekselretterens udgangsterminal og bruger dens ensrettede ledningsevne til at blokere omvendt strøm, mens den kontrollerer responshastigheden for anti-tilbagestrømningsbeskyttelse gennem omvendt genopretningstid. For eksempel, når et bestemt fotovoltaisk kraftværk anvender Schottky-dioder (såsom SS14, Trr<10ns), the anti backflow protection action time is shortened from milliseconds to microseconds, effectively avoiding the expansion of power grid faults.

3. Synkronstyring af afbrydere i DC distributionssystemer
I DC-distributionsnetværket skal den synkrone åbning og lukning af automatiske kontakter løse problemet med lysbue-gentænding. Dioden opnår fasesynkronisering af koblingshandlingen ved at forsinke styringen af ​​kondensatoropladning og -afladning. For eksempel i en DC-afbryder danner en diode et resonanskredsløb med en induktor og en kondensator. Ved at justere diodens ledningsvinkel for at styre resonansfrekvensen, kan kontakten bryde ved nulgennemgangen af ​​strømmen, hvilket reducerer lysbueenergien til under 1% og forbedrer kontaktens levetid væsentligt.