Jak používat Schottkyho diody ke zlepšení energetické účinnosti komunikačního vybavení?

1. Přehled Schottky Diodes
(1) Struktura a princip
Schottkyho dioda je horká nosná dioda vyrobená na základě kovové polovodičové křižovatky. Na rozdíl od běžných diod používá jednu vrstvu tenkého kovu spojeného do n - typu dopovaných materiálů k vytvoření kovového polovodičového křižovatky (m - S křižovatka). Při dopředu zkreslení tvoří kovová strana anoda a polovodičová strana se stává katodou. Když prochází dopředný proud, Schottkyho diody potřebují k zahájení provádění pouze 0,3-0,4 voltů, zatímco běžné diody vyžadují 0,6-0,7 voltů. Tato charakteristika poklesu nízkého dopředného napětí snižuje ztrátu výkonu generované Schottkyho diody během vedení.
(2) Charakteristické výhody
Schottkyho diody mají extrémně rychlé přepínací rychlosti a extrémně krátké doby reverzní zotavení, i když několik nanosekund. Tato charakteristika je obzvláště důležitá ve vysokých frekvenčních obvodech s vysokým obsahem -, protože může snížit ztráty přepínání a zlepšit účinnost přeměny energie. Kromě toho je rozsah zpětného napětí Schottkyho diodů obecně do 50 V. Ačkoli je relativně nižší než běžné diody, může splňovat požadavky v nízkém - napětí komunikační zařízení napájení. Mezitím jeho nízký pokles napětí a nízkým obsahem šumu je také široce použitelný v komunikačních zařízeních.
2. Aplikace Schottkyho diod v napájecím zdroji komunikačního zařízení
(1) Aplikace pro opravu
Na konci výkonu vstupního konce komunikačního zařízení je obvykle nutné převést střídavý proud pro přímý proud. Schottkyho diody lze použít jako rektikační diody. Jako příklad, který vezme nabíječky mobilních telefonů, mohou Schottkyho diody výrazně snížit ztrátu energie v obvodech usměrňovače. Ve srovnání s tradičními diodami PN křižovatky vede k nízkému poklesu napětí vpřed Schottkyho diod (obvykle mezi 0,15 V a 0,45 V) při rektifikaci menší ztráty poklesu napětí. Například v nabíječce mobilního telefonu s výstupem 5V může používání Schottkyho diodů pro rektifikaci výrazně zlepšit účinnost přeměny energie a snížit tvorbu tepla ve srovnání s běžnými diodami, čímž se sníží požadavky na chladicí systém a zlepšení spolehlivosti a životnosti nabíječky.
(2) Aplikace kontinuálního toku
Indukční komponenty jsou často přítomny v energetických obvodech komunikačních zařízení. Když se proud v induktoru náhle přeruší, může být vytvořena reverzní elektromotorová síla, která může poškodit jiné složky v obvodu. Schottkyho diody mohou být použity jako diody volně, aby se poskytly cestou uvolňování proudu v induktorech. V motorových pohonných obvodech mohou Schottkyho diody rychle poskytnout cestu volnoběžného kopí, snížit hroty napětí během komutace motoru, čímž se prodlouží životnost napájecích zařízení a zlepšuje spolehlivost systému. Například v pohonu motoru motoru ventilátoru bezdrátových komunikačních základních stanic může používat Schottkyho diody jako diody volnoběžných košíků účinně snížit elektromagnetické rušení během provozu motoru a zlepšit stabilitu napájení.
(3) Aplikace ochrany proti reverznímu připojení
Výkonové rozhraní komunikačního vybavení může být zvráceno kvůli nesprávné úřadu, což může způsobit vážné poškození vnitřních obvodů zařízení. Schottkyho diody mohou být použity v obvodech proti reverzní ochraně a jejich jednosměrná vodivost může zabránit proudu proudu do zařízení, když je napájení obráceno. Když je napájecí zdroj normálně připojen, provádí Schottkyho dioda a proud tok normálně; Když se napájení obrátí, Schottkyho dioda se odřízne, zabraňuje proudu proudu do zařízení a chrání jeho bezpečnost. Například v některých přenosných komunikačních zařízeních se Schottkyho diody používají pro anti -reverzní ochranu, což může účinně zabránit poškození zařízení způsobené nesprávnou operací uživatele, zlepšit spolehlivost zařízení a uživatelskou zkušeností.
3. skutečná analýza případů
(1) Případ 1: Aplikace v nabíjecích mobilních telefonů
Výrobce nabíječky mobilních telefonů nahradil tradiční diody PN spojovacími diodami Schottkyho diody, aby se zlepšila účinnost nabíjení. Po skutečném testování se účinnost konverze námořní nabíječky zvýšila z 80% na 85% pomocí Schottkyho diod. Při výstupním výkonu 10W je teplo generované nabíječkou výrazně sníženo, což snižuje zátěž chladicího systému a čímž se zlepšuje spolehlivost a životnost nabíječky. Současně se v důsledku zlepšení účinnosti nabíjení také doba nabíjení mobilních telefonů také zkrátila, což uživatelům přineslo lepší uživatelskou zkušenost.
(2) Případ 2: Aplikace napájecího zdroje v základních komunikačních základních stanicích bezdrátových komunikace
Stabilita a účinnost energetického systému jsou zásadní v bezdrátových komunikačních základních stanicích. Určitý komunikační operátor zavedl Schottkyho diody pro optimalizaci v napájení základních stanic. Účinnost napájení základní stanice byla významně zlepšena pomocí Schottských diod při nápravě, volnoběhu a proti zpětné ochraně výkonového obvodu. Při skutečném provozu byla spotřeba energie napájecí stanice snížena asi o 10%a stabilita energetického systému byla také zvýšena, čímž se snížila prostoje základní stanice způsobené selháním napájení a zlepšila spolehlivost komunikační sítě.
4. Výzvy a řešení, kterým čelí aplikace
(1) Výzva
Přestože Schottkyho diody mají mnoho výhod, čelí také některým výzvám v energetických aplikacích pro komunikační zařízení. Za prvé, zpětné odolání napětí Schottkyho diod je relativně nízké, obvykle kolem 100 V, což není vhodné pro situace, kdy je třeba tolerovat vysoké napětí s vysokým reverzním zkreslením. Za druhé, únikový proud Schottkyho diodů je relativně vysoký, zejména v teplotních prostředích s vysokým -, kde se únikový proud výrazně zvýší, což může vést k tepelnému útěku a poškození zařízení. Kromě toho jsou elektrická stabilita a dlouhá - spolehlivost Schottských diod relativně nízká, což vyžaduje přísné testování a monitorování během používání.
(2) Řešení
Aby se vyřešila otázka nízkého reverzního napětí, mohou být Schottkyho diody aplikovány na nízké - napětí komunikační zařízení napájecí zdroje prostřednictvím přiměřeného návrhu obvodu a strukturální optimalizace a zabránit jejich použití v prostředí s vysokým napětím. Pokud jde o problém s vysokým únikovým proudem, mohou být přijata opatření pro rozptyl tepla ke snížení provozní teploty zařízení, čímž se sníží generování proudu úniku. Mezitím by při výběru Schottkyho diodů měla být priorita dána produktům s charakteristikami s nízkým únikem a mělo by být provedeno přísné screening a testování. Aby se zlepšila elektrická stabilita a dlouhou - spolehlivost, redundantní návrh, pravidelná údržba a monitorování lze použít k okamžitému identifikaci a řešení potenciálních problémů.
https://www.trrsemicon.com/diode/dip{2haeding/mbr30200-to-220ab.html