การตรวจจับความล้มเหลวในระยะเริ่มต้นในอุปกรณ์แปลงพลังงานไฟฟ้า

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในIEEE Transactions on Power Electronicsนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอซาก้าได้ตรวจสอบการแพร่กระจายของรอยแตกในไดโอด Schottsky ซิลิคอนคาร์ไบด์แบบเรียลไทม์ในระหว่างการทดสอบการหมุนเวียนพลังงาน ไฟฟ้า นักวิจัยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ที่เรียกว่าการเปล่งเสียงอะคูสติก ซึ่งไม่เคยมีรายงานมาก่อนเพื่อจุดประสงค์นี้ ในระหว่างการทดสอบการหมุนเวียนพลังงาน นักวิจัยเลียนแบบการเปิดและปิดอุปกรณ์ซ้ำๆ เพื่อตรวจสอบความเสียหายที่เกิดขึ้นกับไดโอดเมื่อเวลาผ่านไป การปล่อยอะคูสติกที่เพิ่มขึ้นสอดคล้องกับความเสียหายที่เพิ่มขึ้นของแถบอะลูมิเนียมที่ติดอยู่กับไดโอด Schottsky ของซิลิคอนคาร์ไบด์ นักวิจัยเชื่อมโยงสัญญาณการปล่อยอะคูสติกที่ได้รับการตรวจสอบกับระยะเฉพาะของความเสียหายของอุปกรณ์ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวในที่สุด "ทรานสดิวเซอร์จะแปลงสัญญาณการปล่อยอะคูสติกระหว่างการทดสอบการหมุนเวียนพลังงานให้เป็นเอาต์พุตไฟฟ้าที่สามารถวัดได้" ผู้เขียนหลัก ChanYang Choe อธิบาย "เราสังเกตรูปคลื่นแบบระเบิด ซึ่งสอดคล้องกับการแตกร้าวเมื่อยล้าในอุปกรณ์" วิธีดั้งเดิมในการตรวจสอบว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าเสียหายหรือไม่คือการตรวจสอบการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าที่ผิดปกติในระหว่างการทดสอบการหมุนเวียนกำลัง เมื่อใช้วิธีดั้งเดิม นักวิจัยพบว่ามีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน แต่เฉพาะเมื่ออุปกรณ์ใกล้จะล้มเหลวอย่างสมบูรณ์เท่านั้น ในทางตรงกันข้าม จำนวนการปล่อยอะคูสติกมีความไวมากกว่ามาก แทนที่จะตอบสนองทั้งหมดหรือไม่มีเลย มีแนวโน้มที่ชัดเจนในการนับการปล่อยเสียงระหว่างการทดสอบการหมุนเวียนกำลัง ผู้เขียนอาวุโส Chuantong Chen กล่าวว่า "แตกต่างจากแผนภาพแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า "เราตรวจพบการเริ่มต้นของรอยร้าว การแพร่กระจายของรอยร้าว และความล้มเหลวของอุปกรณ์ และยืนยันการตีความของเราด้วยการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์" จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีวิธีการเตือนล่วงหน้าที่ละเอียดอ่อนสำหรับการตรวจจับรอยร้าวจากการล้าที่นำไปสู่ความล้มเหลวโดยสิ้นเชิงในไดโอด Schottsky ที่ทำจากซิลิคอนคาร์ไบด์ การตรวจสอบการปล่อยเสียงตามที่รายงานไว้นี้เป็นวิธีการดังกล่าว ในอนาคต การพัฒนานี้จะช่วยให้นักวิจัยทราบสาเหตุที่อุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ล้มเหลว และปรับปรุงการออกแบบในอนาคตในเทคโนโลยีทั่วไปและขั้นสูง