Каква е ефективността на потреблението на енергия на диодите в малките комуникационни базови станции?

Състав и влияещи фактори на консумацията на енергия на диода
1. Консумация на енергия по време на проводимост
Когато диодът се провежда в посока напред, продуктът на падането на напрежението на PN съединение (V_F) и токът (I_F) представлява основната консумация на енергия. Приемайки 1N4007 токоизправителен диод като пример, типичният спад на напрежението при 1A ток е 0,7V, а консумацията на енергия достига 0,7W. В комуникационните базови станции диодът на високото захранване на честотното превключване на честотата трябва да издържа на стотици ампери от ток, а консумацията на мощност на проводимост може да бъде толкова висока, колкото стотици вата.
2. Консумацията на тока на обратния изтичане на тока
Когато е обърнат обратно, продуктът на малкия ток на изтичане (I_R) и обратното напрежение (V_R) образуват консумацията на мощност на изтичане. В захранването на 5G микро базови станции типичният ток на изтичане на диодите на силициевия карбид (SIC JBS) може да бъде толкова нисък, колкото 1NA, което е три порядъка по -ниски от традиционните диоди на силиций -. Но токът на обратен изтичане се увеличава експоненциално с температурата и може да се превърне в доминиращ фактор за консумацията на енергия във високотемпературни среди.
3. Превключване на загубите
Във високи - честотни приложения, времето за обратното възстановяване (T_RR) по време на превключването на диодното състояние води до допълнителна консумация на енергия. Времето за обратното възстановяване на обикновените диоди може да достигне 4-5ms, докато това на диодите за бързо възстановяване може да бъде съкратено до 10ns. При честота на превключване от 300kHz загубата на единична превключване на обикновени диоди може да достигне 0,1MJ, докато тази на бързите диоди е само 0,01MJ.
Типични сценарии на приложение в малки базови станции
1. Модул за управление на захранването
Схема за ректификация: Регификацията с висока ефективност се постига с помощта на диоди на Schottky. При ток от 10mA, спадът на напрежението на предното напрежение на Anson MEI с ниско напрежение на напрежението Schottky е само 200 mV, което е с 40% по -ниско от традиционните устройства.
PFC верига: Чрез комбиниране на силиконови карбидни диоди с галиев нитрид MOS транзистори честотата на превключване на PFC се увеличава от 100kHz до 300kHz, обемът на индуктивността се намалява с 60%и ефективността се подобрява до 98%.
2. Обработка на сигнала на RF
Миксер: Обхватът на работното честоти на компонента на миксера на пръстена обхваща десетки kHz до няколко хиляди MHz, а нелинейните характеристики на диод постигат спектрално изместване. Балансираната модулационна верига потиска изтичането на носител с повече от 40dB чрез симетрия на веригата.
Детектор: Диодите на Schottky са предпочитани за високото откриване на честотата- поради ниското им бариерно напрежение (0,15-0,3V), с време за реакция по-малко от 1Ns.
3. Защитете веригата
Потискане на пренапрежение: Силиконов карбиден диод Senguoke KS06065 има способността да издържа на 65A ток на пренапрежение и да се представя отлично в защитата на базовата станция за захранване.
Защита на полярността: Използва се диоден масив за бързо възстановяване за постигане на защита на полярността на входа за DC - DC конвертори, с обратното време за възстановяване по -малко от 50ns.
Индустриални стратегии за технологичен прогрес и оптимизация
1. Материални иновации
Устройства за силициев карбид (SIC): Типичният спад на напрежението от 650V/6A KS06065 диод е 1,38V, което е с 30% по -ниско от силиций - базирани устройства, а високата - стабилност на температурата се подобрява с 200 градуса.
Интеграция на галий нитрид (GAN): GAN HEMT са интегрирани с диоди на Schottky на един чип, постигайки плътност на мощността над 100W/в ³ за високи - честотни превключващи захранвания.
2. Оптимизация на дизайна на веригата
Синхронна технология за коригиране: MOSFET се използва вместо диод за коригиране, намалявайки устойчивостта до нивото на M Ω и подобрява ефективността до 99%.
Технология на меко превключване: внедряване на диод нулево превключване на напрежение (ZVs) през резонансни вериги за елиминиране на загубите на превключване.
3. Оптимизация на системното ниво
Динамично управление на мощността: Регулиране на реално време на работното състояние на диода въз основа на натоварването на базовата станция, намаляване на консумацията на енергия с 80% при разтоварване.
Технология за термично управление: Използвайки 3D опаковки и материали за промяна на фазата, температурата на съединението на диода се контролира под 125 градуса, удължавайки живота си с 5 пъти.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn за да