Qual é o desempenho do consumo de energia dos diodos em pequenas estações base de comunicação?

Fatores de composição e influência do consumo de energia do diodo
1. Consumo de energia durante a condução
Quando o diodo está conduzindo na direção direta, o produto da queda de tensão da junção PN (v_f) e a corrente (I_F) constitui o principal consumo de energia. Tomando o diodo do retificador 1N4007 como exemplo, a queda de tensão típica na corrente 1A é de 0,7V e o consumo de energia atinge 0,7W. Nas estações base de comunicação, o diodo de alta fonte de alimentação de comutação de frequência precisa suportar centenas de amperes de corrente, e o consumo de energia de condução pode ser tão alto quanto centenas de watts.
2. Consumo de energia de corrente de vazamento reverso
Quando tendencioso reverso, o produto da pequena corrente de vazamento (I_R) e a tensão reversa (V_R) forma o consumo de energia de vazamento. Na fonte de alimentação de estações micro -base 5G, a corrente de vazamento típica dos diodos de carboneto de silício (SiC JBS) pode ser tão baixa quanto 1NA, que é três ordens de magnitude menor que o silício tradicional -}. Mas a corrente de vazamento reverso aumenta exponencialmente com a temperatura e pode se tornar o fator dominante no consumo de energia em ambientes de alta temperatura.
3. Perdas de interruptor
Em aplicativos de frequência - altos, o tempo de recuperação reversa (T_RR) durante a comutação do estado do diodo resulta em consumo adicional de energia. O tempo de recuperação reverso dos diodos comuns pode atingir 4-5ms, enquanto o dos diodos de recuperação rápida pode ser reduzida para 10ns. Em uma frequência de comutação de 300kHz, a perda de comutação única de diodos ordinários pode atingir 0,1MJ, enquanto a dos diodos rápidos é de apenas 0,01MJ.
Cenários de aplicação típicos em pequenas estações de base
1. Módulo de gerenciamento de energia
Circuito de retificação: A retificação de alta eficiência é alcançada usando diodos Schottky. Em uma corrente de 10mA, a queda de tensão direta do diodo Schottky de tensão baixa de Anson Mei é de apenas 200 mV, que é 40% menor que os dispositivos tradicionais.
Circuito de PFC: Ao combinar diodos de carboneto de silício com transistores de MOS de nitreto de gálio, a frequência de comutação PFC é aumentada de 100kHz para 300kHz, o volume de indutância é reduzido em 60%e a eficiência é melhorada para 98%.
2. Processamento de sinal de RF
Mixer: A faixa de frequência de trabalho do componente do misturador de anel cobre dezenas de KHz a vários milhares de MHz, e as características não lineares do diodo atingem a mudança espectral. O circuito de modulação equilibrado suprime o vazamento da transportadora em mais de 40dB através da simetria do circuito.
Detector: os diodos Schottky são preferidos para a detecção de frequência -} devido à sua tensão de baixa barreira (0,15-0,3V), com um tempo de resposta inferior a 1ns.
3. Proteja o circuito
Supressão de surto: O diodo de carboneto de silício de Sengumoke KS06065 tem a capacidade de suportar a corrente de onda 65A e tem um desempenho excelentemente na proteção de ondas de energia da estação base.
Proteção da polaridade: uma matriz de diodo de recuperação rápida é usada para obter proteção contra polaridade de entrada para conversores CC - DC, com um tempo de recuperação reversa inferior a 50ns.
Estratégias de progresso tecnológico e otimização da indústria
1. Inovação material
Dispositivos de carboneto de silício (SIC): A queda de tensão típica do diodo de 650V/6A KS06065 é de 1,38V, que é 30% menor que os dispositivos baseados em silício -} e a estabilidade de temperatura alta - melhorada em 200 graus.
Integração do nitreto de gálio (GaN): os hemts GaN são integrados aos diodos Schottky em um único chip, atingindo uma densidade de potência superior a 100w/in ³ para altas - comutação de alimentação de frequência.
2. Otimização do projeto do circuito
Tecnologia de retificação síncrona: o MOSFET é usado em vez do diodo para retificação, reduzindo a resistência no nível M ω e melhorando a eficiência para 99%.
Tecnologia de comutação suave: Implementando a comutação de tensão zero do diodo (ZVS) através de circuitos ressonantes para eliminar as perdas de comutação.
3. Otimização do nível do sistema
Gerenciamento dinâmico de energia: ajuste em tempo real do status de trabalho de diodo com base na carga da estação base, reduzindo o consumo de energia em 80% quando descarregado.
Tecnologia de gerenciamento térmico: Usando materiais de embalagem 3D e mudança de fase, a temperatura da junção do diodo é controlada abaixo de 125 graus, estendendo sua vida útil 5 vezes.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn ({2a }silicon ({3a }medium ({4a} Power ({5a }Transistor ({6a }bcp56.html