כיצד להשתמש בדיודות שוטקי כדי לשפר את יעילות הכוח של ציוד התקשורת?

1. סקירה כללית של דיודות שוטקי
(1) מבנה ועיקרון
דיודה שוטקי היא דיודה של מוביל חם המיוצר על בסיס צומת מוליכים למחצה מתכת. בניגוד לדיודות רגילות, הוא משתמש בשכבה יחידה של מתכת דקה המחוברת ל- N - סוג חומרים מסוממים ליצירת צומת מוליכים למחצה מתכת (M - S). בהטיה קדימה, הצד המתכת יוצר את האנודה ואת הצד המוליך למחצה הופך לקתודה. כאשר זרם קדימה עובר, דיודות שוטקי צריכות רק 0.3-0.4 וולט כדי להתחיל לנהל, ואילו דיודות רגילות דורשות 0.6-0.7 וולט. מאפיין ירידת מתח נמוך קדימה קדימה מצמצם את אובדן הכוח שנוצר על ידי דיודות שוטקי במהלך ההולכה.
(2) יתרונות אופייניים
לדיודות של שוטקי יש מהירויות מיתוג מהירות במיוחד וזמני התאוששות הפוכים קצרים במיוחד, אפילו נמוכים כמו כמה ננו -שניות. מאפיין זה חשוב במיוחד במעגלי תדרים גבוהים-, מכיוון שהוא יכול להפחית את ההפסדים במיתוג ולשפר את יעילות המרת הכוח. בנוסף, טווח המתח ההפוך של דיודות שוטקי הוא בדרך כלל בתוך 50 וולט. למרות שהוא נמוך יחסית מדיודות רגילות, הוא יכול לעמוד בדרישות בספקי חשמל נמוכים {}}}. בינתיים, ירידת המתח הנמוך קדימה ומאפייני רעש נמוך הופכים אותה גם היא ליישום נרחב במכשירי תקשורת.
2. יישום דיודות שוטקי בספק חשמל לציוד תקשורת
(1) יישום תיקון
בסוף קלט הכוח של ציוד תקשורת, בדרך כלל יש צורך להמיר זרם לסירוגין לזרם ישיר. דיודות שוטקי יכולות לשמש כדיודות מתקן. לקיחת מטענים לטלפונים ניידים כדוגמה, דיודות שוטקי יכולות להפחית משמעותית את אובדן החשמל במעגלי מיישר. בהשוואה לדיודות צומת PN מסורתיות, ירידת המתח הנמוך קדימה של דיודות שוטקי (בדרך כלל בין 0.15 וולט ל 0.45 וולט) גורמת להפסדי ירידה של מתח קטן יותר במהלך התיקון. לדוגמה, במטען טלפונים ניידים עם פלט של 5V, באמצעות דיודות שוטקי לתיקון יכול לשפר משמעותית את יעילות המרת הכוח ולהפחית את ייצור החום בהשוואה לדיודות רגילות, ובכך להפחית את הדרישות למערכת הקירור ולשפר את האמינות וחיי השירות של המטען.
(2) יישום זרימה רציפה
לרוב רכיבים אינדוקטיביים קיימים במעגלי הכוח של מכשירי תקשורת. כאשר הזרם במשרן קוטע לפתע, עלול להיווצר כוח אלקטרומוטיבי הפוך, מה שעלול לפגוע ברכיבים אחרים במעגל. דיודות שוטקי יכולות לשמש דיודות חופשיות כדי לספק נתיב שחרור לזרם במשרנים. במעגלי כונן מוטורי, דיודות שוטקי יכולות לספק במהירות נתיב גלגל חופשי, להפחית דוקרני מתח במהלך הנסיעות המוטוריות, ובכך להרחיב את אורך החיים של מכשירי הכוח ולשפר את אמינות המערכת. לדוגמה, במעגל הכונן המנועי של המאוורר של תחנות בסיס תקשורת אלחוטיות, תוך שימוש בדיודות שוטקי כדיודות חופשיות יכולות להפחית ביעילות את ההפרעות האלקטרומגנטיות במהלך הפעולה המוטורית ולשפר את יציבות אספקת החשמל.
(3) יישום הגנה מפני חיבור הפוך
ממשק הכוח של ציוד תקשורת עשוי להיות הפוך בגלל טעות, העלולה לגרום נזק קשה למעגלים הפנימיים של הציוד. ניתן להשתמש בדיודות של שוטקי במעגלי הגנה מפני הפוך, והמוליכות החד -כיוונית שלהם יכולה למנוע את הזרם של הזרם למכשיר כאשר מתהפך אספקת החשמל. כאשר אספקת החשמל מחוברת כרגיל, דיודה שוטקי מתנהלת והזרם זורם כרגיל; כאשר מתהפך אספקת החשמל, דיודה שוטקי מתנתקת, ומונעת את הזרם לזרום למכשיר ולהגן על בטיחותו. לדוגמה, בכמה מכשירי תקשורת ניידים, דיודות Schottky משמשות להגנה אנטי הפוכה, שיכולים להימנע ביעילות על נזק למכשירים הנגרמים כתוצאה מהשגויות של המשתמשים, לשפר את אמינות המכשירים וחוויית המשתמש.
3. ניתוח מקרה בפועל
(1) מקרה 1: יישומים במטענים לטלפונים ניידים
יצרנית מטען לטלפונים ניידים החליפה דיודות צומת PN מסורתיות בדיודות שוטקי על מנת לשפר את יעילות הטעינה. לאחר בדיקה בפועל, יעילות ההמרה של המטען עלתה מ- 80% ל- 85% באמצעות דיודות שוטקי. בעוצמת פלט של 10W, החום שנוצר על ידי המטען מצטמצם משמעותית, ומפחית את הנטל על מערכת הקירור ובכך משפר את האמינות וחיי השירות של המטען. יחד עם זאת, בגלל שיפור יעילות הטעינה, זמן הטעינה של הטלפונים הניידים קוצר גם הוא בהתאמה, מה שהביא למשתמשים חווית משתמש טובה יותר.
(2) מקרה 2: יישום אספקת חשמל בתחנות בסיס תקשורת אלחוטית
היציבות והיעילות של מערכת הכוח הם מכריעים בתחנות בסיס תקשורת אלחוטיות. מפעיל תקשורת מסוים הציג דיודות של שוטקי לאופטימיזציה באספקת החשמל של תחנות בסיס. היעילות של אספקת החשמל של תחנת הבסיס שופרה משמעותית על ידי שימוש בדיודות שוטקי בתיקון, בחופשיות והגנה אנטי הפוכה של מעגל הכוח. בפעולה בפועל, צריכת האנרגיה של אספקת החשמל של תחנת הבסיס הופחתה בכ -10%, ויציבות מערכת הכוח שופרה אף היא, מה שהפחית את השבתה של תחנת הבסיס הנגרמת כתוצאה מכשלי חשמל ושיפור האמינות של רשת התקשורת.
4. אתגרים ופתרונות העומדים בפני יישומים
(1) אתגר
למרות שלדיודות של שוטקי יש יתרונות רבים, הם גם מתמודדים עם אתגרים מסוימים ביישומי כוח למכשירי תקשורת. ראשית, ההפוך עומד במתח של דיודות שוטקי הוא נמוך יחסית, בדרך כלל בסביבות 100 וולט, דבר שאינו מתאים למצבים בהם יש לסבול מתח הטיה הפוך גבוה. שנית, זרם הדליפה של דיודות שוטקי גבוה יחסית, במיוחד בסביבות טמפרטורה גבוהות {}}, בהן זרם הדליפה יגדל משמעותית, מה שעלול להוביל לברחה תרמית ולנזק למכשיר. בנוסף, היציבות החשמלית ואמינות המונח של דיודות שוטקי {}- הם נמוכים יחסית, הדורשים בדיקות ומעקב קפדני במהלך השימוש.
(2) פתרון
כדי לטפל בבעיה של מתח הפוך נמוך עם מתח, ניתן ליישם דיודות של שוטקי על ספקי חשמל נמוכים - מתן ציוד תקשורת באמצעות תכנון מעגלים סביר ואופטימיזציה מבנית, הימנעות מהשימוש שלהם בסביבות מתח גבוה. לבעיית זרם דליפה גבוה, ניתן לנקוט במדדי פיזור חום כדי להפחית את טמפרטורת ההפעלה של המכשיר, ובכך להפחית את ייצור זרם הדליפה. בינתיים, בבחירת דיודות שוטקי, יש לתת עדיפות למוצרים עם מאפייני זרם דליפה נמוכים, ויש לבצע בדיקות ובדיקות קפדניות. על מנת לשפר את היציבות החשמלית ואת אמינות המונח הארוכה {}}}, ניתן להשתמש בתכנון מיותר, תחזוקה שוטפת ומעקב כדי לזהות ולפתור בעיות פוטנציאליות מייד.
https://www.trrsemicon.com/diode/dip {2 }diode/mbr30200-to-220ab.html