Dabbobi na SST Voltage: Tsarin da SiC Tech
Wannan shi ne mu karkashin cikakken Solid-State Transformers (SST) shine cewa siffar daɗi na wani wurare da suka yi magana da waɗannan wurare da suka yi magana da suka fi yawa don kula da tushen masu shiga mai karatu (kamar 10 kV). Wannan matsayin hadin da ba a yi da wani tattalin arziki, amma da "harkokin kayan aiki." Tattalin arzikin da dama za su iya gaba da baka biyu: "na gida" (don tattalin arziki da rawaƙo) da "takamta" (don tattalin arziki da rawaƙo).
1. Takamta: Kudin Da Hukuma Ta Kayan Aiki (A Yanzu Da Ma Gane Da Mu Da Turanci)
Wannan shine hukumar da ya fi yawa da ya fi yawan daɗi a cikin kayan aiki masu shiga mai karatu da tushen masu shiga. Muhimmancin kalmar da ta ƙunshi shine "mai ban shaɗi"—wurare da suka yi magana da suka samar da shiga a cikin takamta ko wurare da suka yi magana da suka samar da shiga.
1.1 Samar Da Shiga Daga Wurare
Prinsipal: Wurare da suka yi magana da suka samar da shiga (kamar IGBTs ko SiC MOSFETs) suna samar da shiga don kula da tushen masu shiga mai karatu. Wannan shine mafi yawan daɗi da ke kula da batutuwar da suka samar da shiga don kula da tushen masu shiga mai karatu.
Muhimman Balaɓi:
Kudin Tsari Na Shiga: Saboda farkon parametar daga wurare (kamar tsari na shiga, junction capacitance), ba zan iya kula da tsari na shiga a cikin wurare a lokacin da suke shiga, zai iya haɗa da abin daɗi da kula da tushen masu shiga mai karatu.
Hukuma: Ana buƙatar hukumomin da suka yi magana da suka kula da tsari na shiga (kamar snubber circuits, gate control) don kula da tsari na shiga, wanda ya fi yawa da sauran daɗi da kula da tushen masu shiga mai karatu.
2. Kayan Aiki Masu Shiga Mai Karatu (Zamanin Zan Yi Da Mu Da Turanci Don SST A Yanzu)
2.1 Prinsipal: Wannan shine hukumar da ya fi yawa da ya fi yawan daɗi da "modular series" concept. An yi da ita don kula da tushen masu shiga mai karatu da tushen masu shiga mai karatu, saboda kula da tushen masu shiga mai karatu a cikin tushen masu shiga mai karatu.
2.2 Masu Amfani Da Su:
Modular Multilevel Converter (MMC): Wannan shine hukumar da ya fi yawa da ya fi yawan daɗi don SST masu shiga mai karatu. An samar da shiga da submodules (SMs) da suka samar da shiga. Har submodule na da capacitor da wurare da suka yi magana. Wurare na da tsari na shiga daga capacitor, wanda ya kula da tushen masu shiga mai karatu. Al'amuran da suka duba shine modularity, scalability, da ma'ana da tsarin da suka samar da shiga.
Flying Capacitor Multilevel Converter (FCMC) da Diode-Clamped Multilevel Converter (DNPC): Wadannan shine hukumomin da suka amfani da su, amma ana zama da tsarin da suka yi magana da suka samar da shiga a lokacin da suka samar da shiga.
Al'amuran: Ya kula da tushen masu shiga mai karatu, ya kula da ma'ana da tsarin da suka samar da shiga, da kula da tsarin da suka yi magana da suka samar da shiga.
3. Input-Series Output-Parallel (ISOP) Cascaded Structure
Prinsipal: Wurare da suka yi magana da suka samar da shiga (kamar DAB, Dual Active Bridge) suna samar da shiga don kula da tushen masu shiga mai karatu. Wannan shine hukumar da ya fi yawa da ya fi yawan daɗi don SST masu shiga mai karatu.
Al'amuran: Har unit na da tsari na shiga, ya kula da tsarin da suka yi magana da suka samar da shiga, da kula da tsarin da suka samar da shiga. Wannan shine hukumar da ya fi yawa da ya fi yawan daɗi don SST masu shiga mai karatu.
4. Kudin Da Hukuma Ta Kayan Aiki (Tsunan Yau Da Mu Da Turanci)
Wannan hukuma ya kula da tushen masu shiga mai karatu daga tushen masu shiga mai karatu.
4.1 Amfani Da Wide-Bandgap Semiconductor Devices
Prinsipal: Wurare da suka yi magana da silicon carbide (SiC) da gallium nitride (GaN) suna da tsari na shiga mai karatu, wanda ya fi yawa da tsari na shiga mai karatu. Wannan shine hukumar da ya fi yawa da ya fi yawan daɗi don SST masu shiga mai karatu.
Al'amuran:
Tsari Na Shiga Mai Karatu: Wani SiC MOSFET na da tsari na shiga mai karatu, wanda ya fi yawa da tsari na shiga mai karatu. Wannan ya kula da tushen masu shiga mai karatu (kula da tsarin da suka yi magana da suka samar da shiga).
Tsari Na Shiga Mai Karatu: Wurare da suka yi magana da wide-bandgap devices suna da tsari na shiga mai karatu, wanda ya kula da tushen masu shiga mai karatu. Wannan ya kula da tushen masu shiga mai karatu (kula da tsarin da suka yi magana da suka samar da shiga).
Ma'aicin: High-voltage SiC devices suna da tushen masu shiga mai karatu, wanda ya kula da tushen masu shiga mai karatu.
4. 2 Superjunction Technology
Prinsipal: Wannan shine hukumar da ya fi yawa da ya fi yawan daɗi don silicon-based MOSFETs. An yi da ita don kula da tushen masu shiga mai karatu, wanda ya kula da tushen masu shiga mai karatu.
Amfani: Ana amfani da ita a cikin wurare da suka yi magana da tsari na shiga mai karatu, amma ba zan iya kula da tushen masu shiga mai karatu.
5. Dukkan
| Hukumar | Hukumar | Prinsipal | Al'amuran | Balaɓi | Matsayin |
| Takamta | Samar Da Shiga Daga Wurare | Wurare da suka yi magana da suka samar da shiga | Prinsipal da ya fi yawa, ya fi yawan daɗi | Balaɓi na kula da tsari na shiga, tsarin da suka yi magana da suka samar da shiga, tsarin da suka yi magana da suka samar da shiga | Matsayin |
| Multilevel Converter (kamar MMC) | Sub-modules da suka samar da shiga, har submodule na da tsari na shiga | Modular, easy to expand, good waveform quality, high reliability | Large number of sub-modules, complex control, relatively high cost | Current Mainstream / Mature | |
| Cascaded Structure (kamar ISOP) | Standard conversion units are connected in series at input | Modular, strong fault tolerance, simple design | Requires multiple isolation transformers, system volume may be large | Mature | |
| Internal (Device Innovation) | Wide Bandgap Semiconductor (SiC/GaN) | The material itself has a high breakdown electric field, and the voltage withstand is inherently strong | High voltage withstand, high efficiency, high frequency, simplified topology | High cost, driving and protection technology is still developing | Future Direction / Rapid Development |
| Super Junction Technology | Optimize the internal electric field distribution of the device | Performance improved compared to traditional devices | There is an upper limit on voltage withstand level, difficult to cope with medium voltage | Mature (used in low-voltage field) |
Yadda ake kula da tushen masu shiga mai karatu a cikin SST?
Hukumar da ya fi yawa da ya fi yawan daɗi a yanzu shine multilevel converter topologies (kamar Modular Multilevel Converters, MMC) ko cascaded input-series output-parallel (ISOP) structures. Wadannan hukumomin, da suka amfani da silicon-based devices, suna kula da tushen masu shiga mai karatu daga tushen masu shiga mai karatu.
Hukumar da ya fi yawa da ya fi yawan daɗi don zamanin yanzu shine maturation da kula da tushen masu shiga mai karatu, kamar silicon carbide (SiC). Idan a yi da ita, za a iya kula da tushen masu shiga mai karatu, wanda ya kula da tushen masu shiga mai karatu.
A cikin research da development na SST, ana amfani da hukumomin da suka amfani da MMC topology using SiC devices, don kula da tushen masu shiga mai karatu.
