عواقب عدم اضافه کردن دیود در مدارهای ارتباطی چیست؟

1 ، خرابی محافظت در مدار: تهدید دوگانه از ولتاژ معکوس و تأثیر بیش از حد
بارهای القایی (مانند کویل های رله و سلف) و بارهای خازنی (مانند خازن های فیلتر) به طور گسترده ای در تجهیزات ارتباطی وجود دارند که می تواند در حین سوئیچینگ سوئیچ یا انتقال منبع تغذیه ، نیروی الکتروموتوری معکوس یا جریان افزایش یابد. دیودها می توانند به طور موثری چنین تأثیراتی را از طریق توابع مانند آزاد شدن و بستن سرکوب کنند ، در حالی که حذف دیودها مستقیماً منجر به عواقب زیر می شود:
شکست ترانزیستور و طول عمر رله کوتاه
در مدار درایو رله ، هنگامی که ترانزیستور از هدایت به برش تغییر می کند ، تغییر ناگهانی جریان در سیم پیچ باعث ایجاد نیروی الکتروموتوری معکوس می شود که مقدار اوج آن می تواند به چندین برابر ولتاژ منبع تغذیه برسد. اگر دیود آزاد به طور موازی به هم وصل نشود ، این ولتاژ معکوس به طور مستقیم بین انتشار دهنده جمع کننده (C- E) ترانزیستور اعمال می شود و باعث تجزیه اتصال PN می شود. به عنوان مثال ، ماژول قدرت یک ایستگاه پایه 5G یک دیود آزاد شده را حذف کرد و در نتیجه 300 ٪ افزایش در میزان خرابی ترانزیستور رانندگی پس از تعویض مکرر رله ، مستقیماً باعث خاموش شدن ایستگاه پایه شد. علاوه بر این ، نیروی الکتروموتوری معکوس می تواند اکسیداسیون مخاطبین رله را تسریع کند و باعث می شود طول عمر آنها از 100000 چرخه به کمتر از 10000 چرخه کاهش یابد.
فرسودگی سطح سیستم ناشی از اتصال قدرت معکوس
تجهیزات ارتباطی معمولاً توسط منبع تغذیه DC تأمین می شود. اگر قطبیت منبع تغذیه معکوس شود ، جریان معکوس مستقیماً از طریق اجزای حساس مانند تقویت کننده های عملیاتی و تراشه های ADC جریان می یابد. با اتصال یک دیود Schottky (مانند 1N5819) در سری با قطب مثبت منبع تغذیه ، با استفاده از افت ولتاژ کم رو به جلو 0.3 ولت ، می توان از ضد معکوس محافظت کرد. اگر دیود حذف شود ، جریان معکوس ممکن است تراشه مدیریت برق را از بین ببرد و در نتیجه کل هیئت مدیره از بین برود. یک سوئیچ مرکز داده به دلیل یک دیود ضد معکوس از دست رفته در منبع تغذیه ، بیش از 2 میلیون یوان را از دست داد ، که به اشتباه در هنگام نگهداری به منبع تغذیه وصل شد.
تداخل و تداخل تابش ولتاژ افزایش
خازن ها در مدارهای ارتباطی می توانند در هنگام شارژ جریانهای بالایی را تولید کنند. اگر آنها توسط دیودها (مانند دیودهای تلویزیون) گیره نشوند ، ولتاژهای افزایشی ممکن است از طریق خطوط سیگنال به ماژول های دیگر منتقل شوند یا از طریق تابش فضایی با مدارهای مجاور تداخل کنند. به عنوان مثال ، یک ترمینال ارتباطی ماهواره ای یک دیود محافظت از ESD را حذف کرد ، که باعث خسارت به تراشه RF Front- به دلیل تخلیه الکترواستاتیک در هوای رعد و برق ، با چرخه تعمیر تا 3 ماه شد.
2 ، اعوجاج پردازش سیگنال: تجزیه عملکرد مدارهای فرکانس و مدولاسیون بالا {1}
عملکرد اصلی مدارهای ارتباطی انتقال و پردازش سیگنال است و دیودها نقش مهمی در اختلاط ، محدود کردن و تشخیص دارند. حذف دیودها به طور مستقیم منجر به کاهش کیفیت سیگنال می شود و حتی ممکن است عملکردهای اساسی ارتباطی را غیرممکن کند.
خرابی میکسر و طیف وسیعی
در ارتباطات موج 5 گرم میلی متر ، میکسر سیگنال 28 گیگاهرتز دریافت شده را با سیگنال نوسان ساز محلی (26GHz) از طریق خصوصیات غیرخطی دیودهای شوتکی مخلوط می کند تا سیگنال فرکانس میانی 2GHz ایجاد شود. اگر دیود اختلاط حذف شود ، سیگنال فرکانس بالا- قادر به تبدیل شدن نخواهد بود و در نتیجه تراشه پردازش باند قادر به تجزیه و تحلیل داده ها نیست. در طی آزمایش یک سیستم نمونه اولیه 6G ، میزان خطای سیستم از 10 ⁻⁶ تا 10 ² به دلیل لحیم کاری مجازی دیود مخلوط شده ، و در نتیجه از بین رفتن کامل قابلیت ارتباطی افزایش یافته است.
کمبود حفاظت محدود کننده دامنه و اشباع گیرنده
The communication receiver needs to use a PIN diode limiter to limit the amplitude of strong interference signals within a safe range (such as dynamic range>40db). اگر محدود کننده حذف شود ، سیگنال های تداخل قوی ممکن است باعث شود که تقویت کننده نویز کم (LNA) وارد منطقه غیرخطی شود و در نتیجه تحریف بین المللی شود. به عنوان مثال ، هنگامی که رادار موج میلی متر یک ماشین خاص از محدودیت دیود محافظت نمی کند ، خطای فاصله تشخیص از 0.5 متر به 5 متر در مقابل سیگنال های قوی منعکس شده توسط کامیون های خط مجاور افزایش می یابد ، و به طور جدی ایمنی رانندگی را تهدید می کند.
خرابی مدار تشخیص و از دست دادن سیگنال
در ارتباطات مدولاسیون دامنه (AM) ، یک دیود آشکارساز (مانند 1N4148) برای استخراج سیگنال های صوتی از حامل های فرکانس بالا {{2} استفاده می شود. اگر دیود تشخیص حذف شود ، انتهای دریافت قادر به بازگرداندن سیگنال صدا یا داده نخواهد بود. در طول آزمایش تولید یک گفتگوی واکی خاص ، 10 ٪ از محصولات به دلیل یک مدل دیود تشخیص نادرست ، خطای "سیگنال اما بدون صدا" را تجربه کرده اند و در نتیجه از دست دادن 500000 یوان از دست می دهند.
3 ، اختلال مدیریت انرژی: کاهش کارآیی و خطر فراری حرارتی
تجهیزات ارتباطی نیاز به راندمان و پایداری بسیار بالا دارند و دیودها نقش اصلی در اصلاح ، تنظیم ولتاژ ، اصلاح همزمان و سایر فرآیندها دارند. حذف دیودها منجر به کاهش راندمان انرژی ، افزایش تولید گرما و حتی خطر آتش سوزی می شود.
افت ناگهانی در بازده اصلاح و افزایش قابل توجه در مصرف انرژی
در منبع تغذیه سوئیچینگ ، دیودهای Schottky به دلیل افت ولتاژ کم رو به جلو (0.2-0.3 ولت) و ویژگی های بازیابی سریع ، در مدارهای اصلاح همزمان مورد استفاده قرار می گیرند. اگر در عوض از دیودهای معمولی استفاده شود ، از دست دادن اصلاح 3-5 برابر افزایش می یابد. به عنوان مثال ، اگر دیود Schottky از ماژول قدرت یک ایستگاه پایه 5G حذف شود ، راندمان از 92 ٪ به 85 ٪ کاهش می یابد و مصرف انرژی اضافی سالانه از 10000 کیلووات ساعت فراتر می رود و باعث افزایش انتشار کربن 8 تن می شود.
فروپاشی مدار تنظیم کننده ولتاژ و نوسان ولتاژ
دیودهای زنر (مانند 1N4733A) مرجع ولتاژ پایدار را برای مدارهای ارتباطی از طریق ویژگی های خرابی معکوس خود ارائه می دهند. اگر دیود تنظیم کننده ولتاژ حذف شود ، نوسانات ولتاژ منبع تغذیه ممکن است از دامنه تحمل تراشه (مانند 5 ±) تجاوز کند ، و منجر به سردرگمی منطقی در مدارهای دیجیتال یا بدتر شدن سیگنال- به- نسبت سر و صدا در مدارهای آنالوگ می شود. در سیستم UPS یک مرکز داده ، به دلیل انتخاب نادرست دیودهای تنظیم کننده ولتاژ ، راه اندازی مجدد مکرر آرایه ذخیره سازی ناشی از نوسانات ولتاژ به طور قابل توجهی خطر از دست دادن داده ها را افزایش داده است.
عدم اصلاح همزمان و فراری حرارتی
در منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا- ، فناوری اصلاح همزمان می تواند با جایگزینی دیودها با MOSFET ، تلفات اصلاح را 90 ٪ کاهش دهد. اما اگر دیود Schottky در مدار اصلاح همزمان به عنوان پشتیبان حذف شود ، پس از عدم موفقیت درایور MOSFET ، به دلیل افت ولتاژ زیاد دیود ، منبع تغذیه گرم می شود و می سوزد. در تست برق یک ایستگاه پایه ارتباطی خاص ، به دلیل حذف دیود پشتیبان ، ماژول برق در طی 10 ثانیه پس از گسل MOSFET ، سیگار کشیدن و آتش گرفتن را شروع کرد.
4 ، مورد صنعت و پشتیبانی از داده ها: هزینه حذف دیودها
نقص ماژول قدرت ایستگاه پایه 5G
یک سازنده تجهیزات خاص ، دیودهای آزادراه رله و دیودهای ضد معکوس برق را در طراحی منبع تغذیه اولیه ایستگاه پایه 5G حذف کرده است تا هزینه ها را کاهش دهد. نتیجه این است:
میزان گسل ترانزیستورهای محور رله 300 ٪ افزایش یافته است.
میزان سوزاندن هیئت مدیره در تصادفات اتصال معکوس قدرت به 100 ٪ می رسد.
هزینه نگهداری سالانه 20 میلیون یوان افزایش یافته است.
از دست دادن سیگنال ترمینال ارتباط ماهواره
یک شرکت خاص هوافضا از دیودهای تلویزیون برای محافظت از ESD در طراحی پایانه های ارتباطی ماهواره ای استفاده نکرد. در تست آب و هوا رعد و برق:
50 ٪ از دستگاه ها دارای RF Front- آسیب به پایان تراشه است.
چرخه ترمیم به طور متوسط ​​2 ماه افزایش یافته است.
تأخیر تحویل پروژه منجر به از دست دادن بیش از 50 میلیون یوان شد.
عملکرد رادار موج میلی متر برای خودروها کاهش یافته است
یک شرکت خاص خودرو در طراحی اولیه رادار موج میلی متر محدود کننده دیود پین را حذف کرد. تست واقعی خودرو را نشان می دهد:
خطای فاصله تشخیص 10 برابر در سناریوهای تداخل قوی افزایش می یابد.
میزان هشدار کاذب از 0.1 ٪ به 5 ٪ افزایش یافته است.
هزینه فراخوان 120 میلیون یوان است.