Onko diodien eteenpäin suuntautuvan jännitteen pudotuksella merkittävä vaikutus viestintävirtalähteeseen?

一, eteenpäin suuntautuvan jännitteen pudotuksen fyysinen olemus ja viestintäskenaarioiden erityisyys
Diodin eteenpäin suuntautuva jännitteen pudotus johtuu rakennetun - heikentyvästä prosessista PN -risteyksen sähkökentällä. Kun eteenpäin suuntautuva puolueellisuusjännite ylittää kynnyksen (noin 0,6-0,8 V piiputkille ja noin 0,2-0,3 V germaniumputkille), kantoaaltodiffuusio muodostaa virran, mutta samalla peruuttamaton jännitepisara tapahtuu vastusvaikutuksen vuoksi. Tämä ominaisuus on kaksinkertainen ristiriita viestinnän virransyöttössä:
Herkkyys matalan jännitteen skenaarioille: Nykyaikaiset viestintälaitteet käyttävät yleensä toimitusjännitteitä 3,3 V, 1,8 V tai jopa alhaisemmat. Piesiodien jännitteen pudotus 0,7 V: n osuudella on jopa 21% - 39%, mikä johtaa suoraan kallioon, kuten tehonmuuntamisen tehokkuuden väheneminen. Esimerkiksi 48 V: n viestinnän virtalähteen DC-DC-muuntomoduulissa, jos käytetään perinteisiä piitasuuntaajasuojuksia, vain sekundaarinen korjauslinkki voi menettää 1,4 V vähentäen kokonaistehokkuutta lähes 3 prosenttipisteellä.
Korkean - taajuussignaalien eheyshaaste: korkeat - taajuussovellukset, kuten 5G -tukiasemat, diodin jännitteen pudotuksen aiheuttamat epälineaariset vääristymät voivat häiritä kantaja -aggregaatiosignaalien vaiheen konsistenssin. Kokeelliset tiedot osoittavat, että kun eteenpäin suuntautuva virran vaihtelu ylittää 20% nimellisarvosta, piidiodin jännitteen pudotus voi muuttua jopa 0,15 V: iin, mikä riittää OFDM -signaalin EVM: n (virhevektori amplitudin) aiheuttamiseksi yli 3DB: n heikkenemiseksi.
2, Eteenjännitteen pudotuksen moniulotteinen vaikutus viestintävirtalähdejärjestelmään
1. Tehokkuushäviön kvantitatiivinen analyysi
Esimerkiksi tietyn 48 V/12V -viestintävoimamoduulin ottamista, IN4007 -piimiodia (VF) käytetään=0.7 V@1a), kun tasasuuntaajapiiri on ladattu kokonaan 10A: n kohdalla, pelkästään diodihäviö saavuttaa 7W, mikä vastaa 35% kokonaismoduulin menetyksestä. Jos Schottky -diodia (VF) käytetään sen sijaan=0.3 v@1a), häviö voidaan vähentää 3W: ksi ja tehokkuutta voidaan parantaa 2,2 prosenttiyksikköä. Tietokeskuksille, jotka kuluttavat yli miljoona kilowattituntia sähköä vuodessa, tämä parannus voi säästää satoja tuhansia juania sähkölaskuissa vuosittain.
2. Signaalin eheyden kriittinen vaikutus
PD: n (fotodetetor) esijännityspiirissä kuituoptisessa viestinnässä diodin jännitteen pudotuksen lämpötilan siirtymisominaisuus voi aiheuttaa kuolemaan johtavia ongelmia. Piesiodien jännitepisara laskee nopeudella -2,2 mV/ aste, kun lämpötila on noussut. Teollisen lämpötila -asteen alueella +85 aste, jännitteen pudotus muuttuu 0,28 V: llä. Jos lämpötilan kompensointisuunnitelmaa ei käytetä, se aiheuttaa PD -esijännitteen poikettavan optimaalisesta käyttöpisteestä, mikä johtaa yli 1 dB: n vähentymiseen herkkyyden vastaanottamisessa ja siirtoetäisyyden lyhentämisessä useiden kilometrien avulla.
3. Pitkäaikainen luotettavuusriskit
Positiivisen jännitteen pudotuksen aiheuttama paikallinen ylikuumeneminen on yksi tärkeimmistä viestinnän virran epäonnistumisen syistä. Testit ovat osoittaneet, että 10A virran nojalla piidiodien liitoskämpötila voi saavuttaa 125 asteen (ympäristön lämpötila 40 astetta), ylittäen niiden enimmäismäärän liitäntälämpötilan. Pitkäaikainen korkea - Lämpötilan käyttö nopeuttaa metallien kulkeutumista ja sähköä muuttamista, mikä johtaa diodin vuotovirran lisääntymiseen yli kymmenkertaisesti ja aiheuttaen lopulta lyhyen - piirivirheet. Tietyn operaattorin tilastojen mukaan väärän diodin valinnan aiheuttamat tehomoduulit ovat jopa 18%, joista 70% liittyy suoraan jännitteen pudotusihin liittyviin lämpövirheisiin.
3, optimointistrategiat ja viestinnän virransyöttöjärjestelmän käytännön tapaukset
1. Innovatiivinen materiaalien ja laitteiden valinta
Schottky-diodi: Ultra - matalajännitteen pudotus on 0,15 - 0,45 V, siitä on tullut edullinen valinta pienjänniteviestinnän virtalähteille. Esimerkiksi LTE: n tukiaseman virtalähdettä käytetään MBR2045CT Schottky -diodia (VF)=0.38 V@2a) myöhemmin korjaustehokkuus kasvoi 88%: sta 92%: iin.
Synkroninen korjaustekniikka: Perinteisten diodien korvaaminen MOSFET: llä M ω: n vastustuskyvyn saavuttamiseksi. Tietyntyyppinen 5G: n mikrohäiriöiden virtalähde ottaa käyttöön synkronisen oikaisujärjestelmän, jota hallitsee LTC4359, ja jännitekasaston ollessa vain 56 mV 3A -virrassa ja tehokkuus ylittää 96%.
Sic/gan Wide Bandgap -laitteet: sic schottky diodes (vf) korkealla - jännitteet ja korkea - virtalähteen skenaariot=1.2 v@10a) se osoittaa 50%: n alemman jännitteen pudotusta ja 3 kertaa korkeampaa kytkentätaajuutta kuin silikonilaitteita, ja se on sovellettu korkealla - päätetaulukoilla, kuten Silicon Devices, kuten Silikon -laitteita Toistimen virtalähde.
2. Hieno kompensointi piirisuunnittelusta
Lämpötilan kompensointiverkko: Diodin bias -virran dynaamisesti termistorien ja jännitteenjakajan vastuksen yhdistelmän avulla. Tietyntyyppisessä OTN -laitteessa tämä tekniikka vähentää PD -bias -jännitteen vaihtelua alle 0,05 V: n koko lämpötila -alueella ja parantaa herkkyyden vastaanottamisen stabiilisuutta 0,3 dB: llä.
Monitasoisen jännitteen pudotustasapainotustekniikka: Korkeissa - jännitteen oikaisupiireissä käytetään kaskadoitua diodiryhmää yhdessä virran jakamisvastuksen kanssa jännitteen pudotuseron ohjaamiseksi kunkin diodin välillä 5%: n sisällä. Tämän järjestelmän hyväksymisen jälkeen tietyn tyyppisen 400 V: n viestintävirtalähteen nykyinen epätasapaino laski 15 prosentista 3 prosenttiin, ja elinikäistä pidennettiin kolme kertaa.
3. Innovatiiviset läpimurrot järjestelmäarkkitehtuurissa
Diodivapaa virtalähde Arkkitehtuuri: Tietokeskuksen varmuuskopiointijärjestelmässä ratkaisu, joka käyttää superkondensaattoreita ja kaksisuuntaista tasavirta - DC -muuntimia, otetaan käyttöön diodin jännitteen pudotushäviöiden kokonaan poistamiseksi. Todellinen testaus osoittaa, että tämän arkkitehtuurin energian muuntamistehokkuus 48 V: n järjestelmässä saavuttaa 98,5%, mikä on 6 prosenttiyksikköä korkeampi kuin perinteinen ratkaisu.
Älykäs jännitteen pudotushallintapiiri: Omistettu IC, joka integroi jännitteen pudotusvalvonta ja dynaamiset säätötoiminnot, kuten TI: n TPS2419, voivat aistia kuormavirran reaaliajassa ja säätää portin käyttöjännitettä, jotta synkronisen korjausjännitteen pudotus MOSFET säilyy aina optimaalisella arvolla. Tietyntyyppisessä AI -palvelimen virtalähteessä tämä tekniikka parantaa valokuormitustehokkuutta 8% ja täyden kuormituksen tehokkuuden 2%.