Как использовать диоды Шоттки для повышения эффективности энергоэффективности оборудования для коммуникации?

1. Обзор диодов Шоттки
(1) Структура и принцип
Диод Шоттки - это диод горячего носителя, изготовленный на основе металлического полупроводникового соединения. В отличие от обычных диодов, он использует один слой тонкого металла, связанного в n -, легированные материалы для образования металлического полупроводникового соединения (M - S Junction). При переднем смещении металлическая сторона образует анод, а полупроводниковая сторона становится катодом. При прохождении прямого тока диоды Шоттки требуют только 0,3-0,4 вольт, чтобы начать проведение, в то время как обычным диодам требуется 0,6-0,7 вольт. Эта характеристика снижения напряжения с низким напряжением уменьшает потерю мощности, генерируемую диодами Шоттки во время проводимости.
(2) Характерные преимущества
Диоды Шоттки имеют чрезвычайно быстрые скорости переключения и чрезвычайно короткое время восстановления, даже в нескольких наносекундах. Эта характеристика особенно важна в высоких частотных цепях-, поскольку она может снизить потери переключения и повысить эффективность преобразования мощности. Кроме того, диапазон обратного напряжения диодов Шоттки, как правило, находится в пределах 50 В. Хотя он относительно ниже, чем обычные диоды, он может соответствовать требованиям в низком уровне- для снабжения напряжения. Между тем, его низкое падение напряжения и характеристики с низким уровнем шума также делают его широко применимым в устройствах связи.
2. Применение диодов Шоттки в электроснабжении коммуникационного оборудования
(1) Применение исправления
На входе в конце питания оборудование для связи обычно необходимо преобразовать переменный ток в постоянный ток. Диоды Шоттки могут использоваться в качестве выпрямляющих диодов. В качестве примера, принимая зарядные устройства для мобильного телефона, диоды Шоттки могут значительно снизить потерю мощности в схемах выпрямителя. По сравнению с традиционными диодами PN -соединения, низкое каплю напряжения прямого напряжения в диодах Schottky (обычно от 0,15 до 0,45 В) приводит к меньшим потери падения напряжения во время выпрямления. Например, в зарядном устройстве мобильного телефона с выходом 5V использование диодов Шоттки для выпрямления может значительно повысить эффективность преобразования энергии и снизить генерацию тепла по сравнению с обычными диодами, тем самым снижая требования к системе охлаждения и повышая срок надежности и обслуживания зарядного устройства.
(2) применение непрерывного потока
Индуктивные компоненты часто присутствуют в мощных цепях коммуникационных устройств. Когда ток в индукторе внезапно прерывается, может быть получена обратная электродвижущая сила, которая может повредить другие компоненты в цепи. Диоды Шоттки могут использоваться в качестве свободных диодов, чтобы обеспечить путь выпуска для тока у индукторов. В моторных приводах диоды Шоттки могут быстро обеспечить свободный путь, уменьшить пики напряжения во время коммутации двигателя, тем самым продлевая срок службы силовых устройств и повышая надежность системы. Например, в схеме привода двигателя вентилятора на базовых станциях беспроводной связи используется диоды Шоттки в качестве свободных диодов, которые могут эффективно снизить электромагнитные помехи во время работы двигателя и улучшить стабильность питания.
(3) Приложение для защиты от обратного соединения
Владее интерфейса коммуникационного оборудования может быть обращено вспять из -за неправильного выбора, что может нанести серьезный ущерб внутренним схемам оборудования. Диоды Шоттки могут быть использованы в противопоправлях защитных цепях, а их однонаправленная проводимость может помешать току проходить в устройство, когда источник питания будет изменен. Когда источник питания обычно подключается, диод Шоттки проводится, а ток обычно течет; Когда источник питания изменяется, диод Шоттки отключается, предотвращая протекать ток в устройство и защищать его безопасность. Например, в некоторых портативных устройствах связи Schottky Diodes используются для противоположной защиты, что может эффективно избежать повреждения устройства, вызванного неправильным выходом пользователя, повышения надежности устройств и пользовательского опыта.
3. Фактический анализ случая
(1) Случай 1: Приложения в зарядных устройствах для мобильных телефонов
Производитель зарядного устройства для мобильного телефона заменил традиционные диоды PN Junction диодами Schottky, чтобы повысить эффективность зарядки. После фактического тестирования эффективность конверсии зарядного устройства увеличилась с 80% до 85% с использованием диодов Шоттки. При выходной мощности 10 Вт тепло, генерируемое зарядным устройством, значительно уменьшается, что снижает бремя на системе охлаждения и, таким образом, улучшает срок надежности и обслуживания зарядного устройства. В то же время, из -за повышения эффективности зарядки, время зарядки мобильных телефонов также было соответственно сокращено, что привело к лучшему пользовательскому опыту.
(2) Случай 2: Применение источника питания на базовых станциях беспроводной связи
Стабильность и эффективность энергетической системы имеют решающее значение на базовых станциях беспроводной связи. Определенный оператор связи ввел диоды Шоттки для оптимизации в питании базовых станций. Эффективность источника питания базовой станции была значительно улучшена, используя диоды Шоттки в выпрямлении, свободном и противопоправовой защите силовой цепи. В фактической работе энергопотребление источника питания базовой станции было уменьшено примерно на 10%, а стабильность энергосистемы также была повышена, что сократило время простоя базовой станции, вызванной сбоями питания и повышением надежности коммуникационной сети.
4. Проблемы и решения, с которыми сталкиваются приложения
(1) Вызов
Хотя у диодов Шоттки есть много преимуществ, они также сталкиваются с некоторыми проблемами в области силовых приложений для устройств связи. Во -первых, обратное противостояние диодов Шоттки относительно низкое, обычно около 100 В, что не подходит для ситуаций, когда необходимо переносить высокое напряжение обратного смещения. Во -вторых, ток утечки диодов Шоттки относительно высок, особенно в высоких температурных средах {3}, где ток утечки значительно увеличится, что может привести к термическому бегству и повреждению устройства. Кроме того, электрическая стабильность и длинная - достоверность диодов Шоттки относительно низкая, что требует строгого тестирования и мониторинга во время использования.
(2) Решение
Чтобы решить проблему низкого обратного противостояния напряжения, диоды Шоттки могут применяться к низкому - напряжению, обеспечивающего питания, посредством разумной конструкции схемы и структурной оптимизации, избегая их использования в средах высокого напряжения. Для проблемы высокого тока утечки могут быть приняты меры рассеяния тепла для снижения рабочей температуры устройства, тем самым уменьшая генерацию тока утечки. Между тем, при выборе диодов Шоттки следует уделять приоритет продуктам с низкими характеристиками тока утечки, и следует провести строгий скрининг и тестирование. Чтобы улучшить электрическую стабильность и длительный - надежность термина, избыточная конструкция, регулярное обслуживание и мониторинг можно использовать для быстрого идентификации и решения потенциальных проблем.
https://www.trrsemicon.com/diode/dip{2/mbr30200-to-220ab.html