چگونه می توان از دیودهای Schottky برای بهبود راندمان انرژی تجهیزات ارتباطی استفاده کرد؟

1. بررسی اجمالی دیودهای شوتکی
(1) ساختار و اصل
دیود Schottky یک دیود حامل داغ است که بر اساس اتصال نیمه هادی فلزی ساخته شده است. بر خلاف دیودهای معمولی ، از یک لایه تک فلزی نازک که به مواد دوپ شده N - پیوند داده شده است ، برای تشکیل یک اتصال نیمه هادی فلزی (محل اتصال M {2} S) استفاده می کند. در تعصب رو به جلو ، سمت فلزی آند را تشکیل می دهد و سمت نیمه هادی کاتد می شود. هنگامی که جریان رو به جلو از آن عبور می کند ، دیودهای Schottky فقط برای شروع کار به 0.3-0.4 ولت نیاز دارند ، در حالی که دیودهای معمولی به 0.6-0.7 ولت نیاز دارند. این ویژگی افت ولتاژ به جلو ، از بین رفتن قدرت تولید شده توسط دیودهای شوتکی در هنگام هدایت ، کاهش می یابد.
(2) مزایای مشخصه
دیودهای Schottky دارای سرعت سوئیچینگ بسیار سریع و زمان بازیابی معکوس بسیار کوتاه هستند ، حتی به اندازه چند نانو ثانیه. این ویژگی در مدارهای فرکانس بالا- بسیار مهم است ، زیرا می تواند تلفات سوئیچینگ را کاهش داده و راندمان تبدیل قدرت را بهبود بخشد. علاوه بر این ، دامنه ولتاژ معکوس دیودهای Schottky به طور کلی در 50 ولت است. اگرچه نسبت به دیودهای معمولی نسبتاً پایین تر است ، اما می تواند در منبع تغذیه تجهیزات ارتباطی ولتاژ کم- کمتری را برآورده کند. در همین حال ، افت ولتاژ به جلو و ویژگی های کم صدای آن نیز باعث می شود که آن را در دستگاه های ارتباطی بسیار کاربردی کند.
ترتیب. کاربرد دیودهای شوتکی در منبع تغذیه تجهیزات ارتباطی
(1) برنامه اصلاح
در انتهای ورودی تجهیزات ارتباطی ، معمولاً لازم است جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کنید. دیودهای Schottky می توانند به عنوان دیودهای اصلاح شده استفاده شوند. با استفاده از شارژرهای تلفن همراه به عنوان نمونه ، دیودهای Schottky می توانند از دست دادن برق در مدارهای یکسو کننده به میزان قابل توجهی کاهش دهند. در مقایسه با دیودهای اتصال PN سنتی ، افت ولتاژ کم رو به جلو دیودهای شوتکی (معمولاً بین 0.15 ولت و 0.45 ولت) منجر به تلفات قطره ولتاژ کوچکتر در حین اصلاح می شود. به عنوان مثال ، در یک شارژر تلفن همراه با خروجی 5 ولت ، استفاده از دیودهای Schottky برای اصلاح می تواند به طور قابل توجهی راندمان تبدیل نیرو را بهبود بخشد و تولید گرما را در مقایسه با دیودهای معمولی کاهش دهد و از این طریق الزامات سیستم خنک کننده و بهبود قابلیت اطمینان و عمر خدمات شارژر را کاهش دهد.
(2) برنامه جریان مداوم
اجزای القایی اغلب در مدارهای قدرت دستگاههای ارتباطی وجود دارند. هنگامی که جریان در سلف به طور ناگهانی قطع می شود ، ممکن است یک نیروی الکتروموتوری معکوس ایجاد شود که ممکن است به سایر اجزای مدار آسیب برساند. دیودهای Schottky را می توان به عنوان دیودهای آزاد چرخدار استفاده کرد تا یک مسیر انتشار برای جریان در سلف ها فراهم شود. در مدارهای موتور درایو ، دیودهای شوتکی می توانند به سرعت یک مسیر آزاد سازی را فراهم کنند ، سنبله های ولتاژ را در حین تعویض حرکتی کاهش دهند و از این طریق طول عمر دستگاه های برق و بهبود قابلیت اطمینان سیستم را افزایش دهند. به عنوان مثال ، در مدار فن درایو فن ایستگاه های پایه ارتباطی بی سیم ، با استفاده از دیودهای Schottky به عنوان دیودهای آزاد می تواند به طور موثری تداخل الکترومغناطیسی را در حین کار حرکتی کاهش داده و ثبات منبع تغذیه را بهبود بخشد.
(3) کاربرد محافظت از اتصال معکوس
رابط برق تجهیزات ارتباطی ممکن است به دلیل سوء استفاده ، که می تواند آسیب جدی به مدارهای داخلی تجهیزات وارد کند ، معکوس شود. دیودهای Schottky را می توان در مدارهای محافظت معکوس استفاده کرد و هدایت یک طرفه آنها می تواند در هنگام برگشت منبع تغذیه از جریان داخل دستگاه جلوگیری کند. هنگامی که منبع تغذیه به طور عادی به هم وصل می شود ، دیود Schottky انجام می شود و جریان جریان به طور عادی است. هنگامی که منبع تغذیه معکوس شد ، دیود Schottky قطع می شود و از جریان جریان به دستگاه و محافظت از ایمنی آن جلوگیری می کند. به عنوان مثال ، در برخی از دستگاه های ارتباطی قابل حمل ، از دیودهای Schottky برای محافظت ضد معکوس استفاده می شود ، که می تواند به طور موثری از آسیب دستگاه ناشی از سوء استفاده کاربر ، بهبود قابلیت اطمینان دستگاه و تجربه کاربر جلوگیری کند.
3. تجزیه و تحلیل مورد واقعی
(1) مورد 1: برنامه های کاربردی در شارژرهای تلفن همراه
یک تولید کننده شارژر تلفن همراه به منظور بهبود کارایی شارژ ، دیودهای سنتی PN Junction را با دیودهای Schottky جایگزین کرده است. پس از آزمایش واقعی ، راندمان تبدیل شارژر با استفاده از دیودهای شوتکی از 80 ٪ به 85 ٪ افزایش یافت. با قدرت خروجی 10W ، گرمای تولید شده توسط شارژر به طور قابل توجهی کاهش می یابد و بار سیستم خنک کننده را کاهش می دهد و در نتیجه قابلیت اطمینان و عمر خدمات شارژر را بهبود می بخشد. در عین حال ، به دلیل بهبود کارآیی شارژ ، زمان شارژ تلفن های همراه نیز به طور متناوب کوتاه شده است و تجربه کاربری بهتری را به کاربران می آورد.
(2) مورد 2: استفاده از منبع تغذیه در ایستگاه های پایه ارتباطی بی سیم
پایداری و کارآیی سیستم قدرت در ایستگاه های پایه ارتباطی بی سیم بسیار مهم است. یک اپراتور ارتباطی خاص دیودهای شوتکی را برای بهینه سازی در منبع تغذیه ایستگاه های پایه معرفی کرده است. بهره وری از منبع تغذیه ایستگاه پایه با استفاده از دیودهای Schottky در اصلاح ، آزاد شدن و محافظت ضد معکوس از مدار قدرت به طور قابل توجهی بهبود یافته است. در عملکرد واقعی ، مصرف انرژی منبع تغذیه ایستگاه پایه حدود 10 ٪ کاهش یافته است ، و ثبات سیستم قدرت نیز افزایش یافته است و باعث کاهش خرابی ایستگاه پایه ناشی از خرابی برق و بهبود قابلیت اطمینان شبکه ارتباطی می شود.
4. چالش ها و راه حل هایی که توسط برنامه ها روبرو هستند
(1) چالش
اگرچه دیودهای شوتکی مزایای بسیاری دارند ، اما در برنامه های برق برای دستگاه های ارتباطی نیز با چالش هایی روبرو هستند. در مرحله اول ، ولتاژ مقاومت معکوس دیودهای شوتکی نسبتاً کم است ، معمولاً در حدود 100 ولت ، که برای موقعیت هایی مناسب نیست که ولتاژ تعصب معکوس بالا باید تحمل شود. ثانیا ، جریان نشت دیودهای Schottky نسبتاً زیاد است ، به خصوص در محیط های دمای بالا {3} ، جایی که جریان نشت به طور قابل توجهی افزایش می یابد ، که ممکن است منجر به فراری حرارتی و آسیب به دستگاه شود. علاوه بر این ، پایداری الکتریکی و قابلیت اطمینان طولانی- اصطلاح دیودهای Schottky نسبتاً کم است و در هنگام استفاده نیاز به آزمایش و نظارت دقیق دارد.
(2) راه حل
برای پرداختن به مسئله ولتاژ مقاوم در برابر معکوس ، دیودهای Schottky را می توان برای برق تجهیزات ارتباطی ولتاژ کم - از طریق طراحی مدار معقول و بهینه سازی ساختاری استفاده کرد و از استفاده آنها در محیط های ولتاژ بالا جلوگیری کرد. برای مشکل جریان نشت زیاد ، می توان اقدامات اتلاف گرما را برای کاهش دمای کار دستگاه انجام داد و در نتیجه باعث کاهش تولید جریان نشت می شود. در همین حال ، هنگام انتخاب دیودهای Schottky ، باید به محصولاتی که دارای ویژگی های جریان کم نشت هستند ، اولویت داشته باشد و غربالگری و آزمایش دقیق باید انجام شود. به منظور بهبود پایداری برقی و قابلیت اطمینان طولانی {4} ، ، طراحی اضافی ، نگهداری منظم و نظارت می تواند برای شناسایی سریع و حل مشکلات احتمالی استفاده شود.
https://www.trsemicon.com/diode/dip {2 }Diode/MBR30200-TO-220AB.html