Система защиты инвертора срабатывает при коротком замыкании менее чем за 1 миллисекунду
Аккумулятор FIAMM FG 24204
Немецкая исследовательская группа разработала концепцию защиты на основе полупроводников, адаптированную для систем возобновляемой энергетики. В случае сбоя она обеспечивает постоянное короткое замыкание менее чем за 1 миллисекунду. Сформированное короткое замыкание сохраняется во время сбоя, надёжно защищая компоненты от перегрузки по току.
В рамках совместного исследовательского проекта Института микроструктуры материалов и систем им. Фраунгофера IMWS, компании Infineon Bipolar и Дрезденского технического университета была разработана концепция защиты на основе полупроводников, отвечающая специфическим требованиям систем возобновляемой энергетики.
Он способен создать короткое замыкание менее чем за миллисекунду, которое сохраняется на протяжении всего периода неисправности. В механизме используется комбинация силовых переключателей и полупроводников для быстрого и постоянного создания целевого короткого замыкания в случае неисправности, что позволяет защитить компоненты от перегрузки по току.
Это превосходит возможности существующих на данный момент устройств отключения, предназначенных для обычных систем выработки электроэнергии, которым требуется время отключения до 100 миллисекунд.
«Это важная основа для новых решений в области силовой электроники, которые позволяют улучшить подключение возобновляемых источников энергии к сети», — прокомментировала Карола Клюте, руководитель подпроекта «Диагностика материалов и анализ надежности» в Институте микроструктур и наноматериалов Фраунгофера в рамках проекта GreenGridGuard.
Партнёры по проекту разработали системы защиты, протестировав различные варианты конструкции демонстратора, которые оценивались в течение двухлетнего периода реализации проекта. Особенно эффективной оказалась структура чипа с прочным соединением на анодной стороне между толстым несущим диском и свободно закреплённым контактным диском на катодной стороне. Впоследствии этот вариант был доработан для оптимизации эффективности компонента при коротком замыкании.
«В ходе проекта мы смогли получить точное представление о микроструктурных и физико-механических процессах, происходящих в используемых компонентах и системах, — добавил Клюте. — Мы также смогли применить наш опыт в разработке процедур микромасштабных испытаний для различных систем материалов, а также в оценке термомеханических напряжений».