Jaký je výkon spotřeby energie diod v malých komunikačních základních stanicích?

Složení a ovlivňující faktory spotřeby energie diody
1. Spotřeba energie během vedení
Když dioda provádí ve směru dopředu, představuje produkt poklesu napětí PN (V_F) a proudu (I_F) hlavní spotřebu energie. Vezmeme -li jako příklad, vezme -li 1N4007 usměrňovací diodu, je typický pokles napětí při 1A proudu 0,7 V a spotřeba energie dosahuje 0,7 W. V komunikačních základních stanicích musí dioda vysoko - napájení frekvenčního přepínání vydržet stovky ampérů proudu a spotřeba vedení vedení může být až stovky wattů.
2. Reverzní únik proudu spotřeby energie
Při zpětném zkreslení tvoří produkt malého únikového proudu (I_R) a zpětného napětí (V_R) spotřebu energie. V napájecím zdroji 5G mikro základních stanic může být typický proud úniku diodů karbidu karbidu křemíku (SIC JBS) stejně nízký jako 1NA, což je o tři řády nižší než tradiční diody založené na křemíku-. Ale proud zpětného úniku se exponenciálně zvyšuje s teplotou a může se stát dominantním faktorem spotřeby energie ve vysokoteplotních prostředích.
3. Ztráty přepínače
Ve frekvenčních aplikacích s vysokým - má doba zpětného zotavení (T_RR) během přepínání stavu diody k další spotřebě energie. Doba zpětného zotavení běžných diod může dosáhnout 4-5 ms, zatímco doba rychlého zotavení lze zkrátit na 10ns. Při přepínací frekvenci 300 kHz může ztráta přepínání běžných diod dosáhnout 0,1Mj, zatímco rychlé diody je pouze 0,01Mj.
Typické scénáře aplikací v malých základních stanicích
1. Modul správy napájení
Obvod rektifikace: Rektifikace s vysokou účinností je dosaženo pomocí Schottkyho diod. Při proudu 10 mA je pokles dopředu napětí nízkého dopředného napětí Anson Mei Schottkyho dioda pouze 200 mV, což je o 40% nižší než tradiční zařízení.
Obvod PFC: Kombinací diody křemíkového karbidu s tranzistory nitridu gallia se přepínací frekvence PFC zvyšuje ze 100 kHz na 300 kHz, objem indukčnosti se sníží o 60%a účinnost se zlepšuje na 98%.
2. zpracování signálu RF
Mixer: Pracovní frekvenční rozsah komponenty směšovače kruhu pokrývá desítky KHz až do několika tisíc MHz a nelineární vlastnosti diody dosahují spektrálního posunu. Vyvážený modulační obvod potlačuje únik nosiče o více než 40 dB symetrií obvodu.
Detektor: Schottkyho diody jsou preferovány pro vysokou detekci frekvence s vysokou - kvůli jejich nízkému napětí bariéru (0,15-0,3 V), s dobou odezvy menší než 1ns.
3. Chraňte obvod
Potlačení přepětí: Dioda křemíkového karbidu Senguoke KS06065 má schopnost odolat přepěťovému proudu 65A a skvěle provádí v ochraně přepětí na základnové stanici.
Ochrana polarity: Diodové pole rychlého zotavení se používá k dosažení vstupní ochrany polarity pro DC - DC Converters, s dobou reverzní zotavení menší než 50ns.
Strategie průmyslového technologického pokroku a optimalizace
1. inovace materiálu
Zařízení křemíkového karbidu (SIC): Typický pokles napětí o 650V/6a KS06065 je 1,38 V, což je o 30% nižší než křemík - zařízení založené na 200 stupních.
Integrace nitridu gallia (GAN): HEMTS GAN jsou integrovány do Schottkyho diodů na jediném čipu a dosahují hustoty výkonu více než 100 W/v ³ pro vysokou - frekvenční spínací napájecí zdroje.
2. optimalizace návrhu obvodu
Technologie synchronní rektifikace: MOSFET se používá místo diody pro rektifikaci, což snižuje odolnost proti hladině M Ω a zlepšení účinnosti na 99%.
Technologie měkkého přepínání: Implementace přepínání diodového nulového napětí (ZVS) přes rezonanční obvody, aby se eliminovalo ztráty přepínání.
3. optimalizace úrovně systému
Dynamická správa napájení: Nastavení pracovního stavu diody v reálném čase na základě zatížení základní stanice, což snižuje spotřebu energie o 80% při vyložení.
Technologie tepelného řízení: Pomocí 3D balení a materiálů pro změnu fáze je teplota spojovacího spojku kontrolována pod 125 stupňů, což prodlužuje jeho životnost o 5krát.
https://www.trrrsemicon.com/transistor/npn;