Fotovoltaik tizimlarda ishlatiladigan oddiy diodlar va Schottky diodlari o'rtasidagi farq nima?

Jismoniy tuzilma va ish printsipi o'rtasidagi asosiy farq
1. Oddiy diod: PN birikmasining tashuvchisi rekombinatsiya mexanizmi
Oddiy diodlar P-turi va N-yarimo'tkazgichlar tomonidan hosil qilingan PN birikmasi tuzilishiga asoslanadi va ularning o'tkazuvchanlik mexanizmi ozchilik tashuvchilarning in'ektsiyasi va rekombinatsiyasiga tayanadi. Oldinga yo'naltirilgan bo'lsa, P mintaqasidagi teshiklar oqim hosil qilish uchun tükenme qatlamidagi N mintaqasidagi elektronlar bilan qayta birlashadi; Teskari yo'naltirilganda, kamayish qatlamining kengligi yuqori qarshilik holatini hosil qilish uchun ortadi. Ushbu tuzilish oddiy diodlarning quyidagi xususiyatlariga olib keladi:

Yuqori to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish pasayishi: kremniy{0}}asosli diodlar uchun odatiy qiymat 0,6-0,7V, germaniy asosidagi diodlar uchun esa taxminan 0,2-0,3V.
Uzoq teskari tiklanish vaqti: tashuvchining rekombinatsiyasi mikrosekundlarni oladi, bu esa kalit yo'qotishlariga olib keladi
Kuchli harorat barqarorligi: PN birikmasining salbiy harorat koeffitsienti uning ishlashini -40 darajadan 150 darajagacha barqaror qiladi.
2. Schottky diod: metall yarimo'tkazgichli to'siqda ko'pchilik tashuvchini tashish
Schottky diodlari metallar (alyuminiy va titan kabi) va yarim o'tkazgichlar (kremniy yoki silikon karbid) tomonidan hosil qilingan Schottky to'siqni tuzilishini qabul qiladi va ularning o'tkazuvchanlik mexanizmi ko'pchilik tashuvchilarning (elektronlarning) termion emissiya ta'siriga asoslanadi. Oldinga yo'naltirilganda elektronlar potentsial to'siqdan o'tib, oqim hosil qiladi; Teskari yo'nalishda, faqat bir nechta zaryad tashuvchilar mikroamper qochqin oqimini hosil qiladi. Ushbu tuzilma unga o'ziga xos afzalliklarni beradi:

Ijobiy bosimni pasaytirish: odatiy qiymat 0,15-0,4V, silikon karbid asosidagi 1V dan past bo'lishi mumkin
Qisqa teskari tiklanish vaqti: nanosekund darajasidagi javob, tashuvchini saqlash effekti yo'q
Kichik ulanish sig'imi: MGts darajasidagi o'zgartirish ilovalari uchun mos bo'lgan ajoyib yuqori{0}}chastota xususiyatlari
2, elektr ish faoliyatini miqdoriy taqqoslash
1. O'tkazuvchanlikni yo'qotish va samaradorlikni oshirish
Fotovoltaik invertorlarda diodlarning o'tkazuvchanligini yo'qotish tizim samaradorligiga bevosita ta'sir qiladi. Misol sifatida 20A chiqish oqimini olish:

Oddiy silikon diod (VF=0.7V): Yo'qotish=20A × 0,7V=14Vt
Shottki diodi (VF=0.3V): Yo'qotish=20A × 0,3V=6Vt
Samaradorlik 57% ga oshdi va radiatorning hajmi 40% ga kamayishi mumkin. Tarmoqli invertorlarda Schottky diodlaridan foydalanish yillik energiya ishlab chiqarishni 2-3% ga oshirishi mumkin.
2. Xususiyatlar va yuqori{1}}chastotali ilovalarni almashtiring
DC-DC konvertatsiya qilish jarayonida Schottky diodlarining teskari tiklanish vaqti (<10ns) is reduced by two orders of magnitude compared to ordinary diodes (>1 m s). Bu shunday qiladi:

Sinxron rektifikasiya pallasida nol kuchlanishli almashtirishni (ZVS) amalga oshirish
EMI shovqin shovqinini kamaytiring
Kommutatsiya chastotasini MGts darajasiga oshiring va magnit komponentlar hajmini kamaytiring
3. Teskari qochqin oqimi va termal qochib ketish xavfi
The reverse leakage current of Schottky diodes (10-100 μ A) is 2-3 orders of magnitude higher than that of ordinary diodes (nA level). In high temperature environments (>85 daraja), qochqin oqimi eksponent ravishda oshadi, bu quyidagilarga olib kelishi mumkin:

Aloqa qutisi haroratining ko'tarilishi 150 darajadan oshadi, bu materialning qarishiga olib keladi
Bypass diodining termal qochib ketishi, yonish komponentlari
Energiya ishlab chiqarish samaradorligi 0,5-1% / darajaga kamayadi
3, odatiy dastur stsenariylari uchun texnik moslashuv
1. Bypass himoyasi stsenariysi
Fotovoltaik modullarda bypass diodlari quyidagi talablarga javob berishi kerak:

Tez javob: Komponent to'siq bo'lganda, Schottky diodining nanosekundlik javobi oqimni darhol yo'naltirishi mumkin, bu esa issiq nuqtalarning paydo bo'lishining oldini oladi.
Kam quvvat iste'moli: Misol tariqasida 300 Vt komponentni oladigan bo'lsak, Schottky diodlarining o'tkazuvchanlik yo'qotilishi oddiy diodlarga nisbatan 80% ga kamayadi va ulanish qutisi harorati 50 darajaga tushadi.
Ishonchlilik muammosi: teskari oqish oqimi natijasida hosil bo'lgan issiqlik 90 graduslik muhitda o'z vaqtida tarqalishini ta'minlash uchun IEC62979 termal qochish testidan o'tish kerak.
2. Inverterni tuzatish stsenariysi
String invertorlarida Schottky diodlari quyidagilar uchun ishlatiladi:

Kirish teskari oqimga qarshi: komponentlarni kechasi tarmoqqa quvvat berishini oldini oling
Boost sxemasining davomi: MOSFET yordamida energiyani samarali konversiyalash
Chiqishni to'g'rilash: transformatorsiz topologiyada an'anaviy tez tiklanadigan diodlarni almashtirish, samaradorlikni 1,5-2% ga oshirish
3. Intelligent optimizator stsenariysi
DC-DC optimallashtiruvchilarida Schottky diodlari MOSFETlar bilan birgalikda ishlaydi:

Past o'tkazuvchanlik kuchlanishining pasayishi: 30A oqimida 2m Ō MOSFET va Schottky diodining kombinatsiyasi ulanish haroratini 125 daraja ichida boshqarish uchun ishlatilishi mumkin.
Ovozni optimallashtirish: Parallel ulangan bir nechta Schottky diodlari bilan solishtirganda, MOSFET sxemasi PCB maydonini 30% ga qisqartiradi
Xarajatlar balansi: Garchi bitta trubaning narxi 20% ga oshsa ham, tizim darajasidagi BOM narxi 15% ga kamayadi
4, xarajat samaradorligi va tanlov strategiyasi
1. Dastlabki investitsiyalarni taqqoslash
Oddiy diod: birlik narxi
0.05−
0,2, past kuchlanish uchun mos (<60V) and low current (<10A) scenarios
Schottky diodi: birlik narxi
0.2−
1.0, suitable for medium to high voltage (40-200V) and high current (>10A) stsenariylar
Ideal diodli yechim: MOSFET+controller yordamida, birlik narxi
1.5−
3.0, lekin tizim samaradorligini oshirish xarajatlarning o'sishini qoplashi mumkin
2. To'liq hayot aylanishi narxi
Misol tariqasida 100 kVt quvvatga ega fotovoltaik elektr stantsiyasini olish:

Oddiy diod: yillik quvvat iste'moli
1200, texnik xizmat ko'rsatish narxi
besh yuz
Schottky diodi: yillik quvvat iste'moli
480, texnik xizmat ko'rsatish narxi
ikki yuz
5 yillik umumiy xarajat: oddiy reja
8500vs Schottky sxemasi
uch ming to'rt yuz
3. Tanlov qarorlari matritsasi
Parametr oddiy diyot Schottky diyot ideal diod sxemasi
Ish kuchlanishi<60V 40-200V 40-1000V
Ishlash oqimi<10A>10A>30A
Samaradorlik talabi<95% 95-98%>98%
Harorat oralig'i -40 darajadan 150 darajagacha -40 darajadan 125 darajagacha -40 darajadan 105 darajagacha
Xarajat sezgirligi yuqori, o'rta va past