ما هو أداء استهلاك الطاقة للثنائيات في محطات قاعدة الاتصالات الصغيرة؟

تكوين وتأثير عوامل استهلاك طاقة الصمام الثنائي
1. استهلاك الطاقة أثناء التوصيل
عندما يتم إجراء الصمام الثنائي في الاتجاه الأمامي ، فإن ناتج انخفاض جهد تقاطع PN (V_F) ويشكل التيار (I_F) استهلاك الطاقة الرئيسي. أخذ الصمام الثنائي 1N4007 للمقوم كمثال ، فإن انخفاض الجهد النموذجي في تيار 1A هو 0.7 فولت ، ويصل استهلاك الطاقة إلى 0.7 واط. في محطات قاعدة الاتصالات ، يحتاج الصمام الثنائي الخاص بـ - إلى تحمل مئات من أمبير التيار ، وقد يكون استهلاك طاقة التوصيل مرتفعًا مثل مئات واط.
2. عكس استهلاك الطاقة الحالي
عند التحيز العكسي ، يشكل منتج تيار التسرب الصغير (I_R) والجهد العكسي (V_R) استهلاك طاقة التسرب. في إمدادات الطاقة لمحطات القاعدة الصغيرة 5G ، يمكن أن يكون تيار التسرب النموذجي لثنائيات كربيد السيليكون (SIC JBS) منخفضًا مثل 1NA ، وهو ثلاثة أوامر أقل من الثنائيات القائمة على السيليكون التقليدي -. لكن تيار التسرب العكسي يزداد بشكل كبير مع درجة الحرارة ، وقد يصبح العامل السائد في استهلاك الطاقة في بيئات درجة الحرارة المرتفعة.
3. التبديل الخسائر
في تطبيقات التردد العالية - ، ينتج عن وقت الاسترداد العكسي (T_RR) أثناء تبديل حالة الصمام الثنائي استهلاكًا إضافيًا للطاقة. يمكن أن يصل وقت الاسترداد العكسي للثنائيات العادية إلى 4-5 مللي ثانية ، في حين يمكن تقصير ثنائيات الاسترداد السريعة إلى 10ns. عند تردد التبديل البالغ 300 كيلو هرتز ، يمكن أن تصل فقدان التبديل الفردي للثنائيات العادية إلى 0.1mJ ، في حين أن ثنائيات الثنائيات السريعة هي فقط 0.01MJ.
سيناريوهات التطبيق النموذجية في محطات قاعدة صغيرة
1. وحدة إدارة الطاقة
دائرة التصحيح: يتم تحقيق تصحيح عالية الكفاءة باستخدام الثنائيات Schottky. في تيار 10 مللي أمبير ، لا يقل انخفاض الجهد الأمامي لجهد الجهد المنخفض إلى الأمام من Anson MEI إلى 200 مليون فولت فقط ، وهو أقل بنسبة 40 ٪ من الأجهزة التقليدية.
دائرة PFC: من خلال الجمع بين ثنائيات كربيد السيليكون مع الترانزستورات MOS Nitride ، يتم زيادة تردد تبديل PFC من 100 كيلو هرتز إلى 300 كيلو هرتز ، ويتم تخفيض حجم الحوث بنسبة 60 ٪ ، ويتم تحسين الكفاءة إلى 98 ٪.
2. معالجة إشارة RF
الخلاط: يغطي نطاق تردد العمل لمكون خلاط الحلقة عشرات KHz إلى عدة آلاف من MHz ، والخصائص غير الخطية للديود تحقق التحول الطيفي. تمنع دائرة التعديل المتوازنة تسرب الناقل بأكثر من 40 ديسيبل من خلال تناظر الدائرة.
الكاشف: تفضل أن الثنائيات Schottky لاكتشاف التردد العالي - بسبب جهدها المنخفض الحاجز (0.15-0.3V) ، مع وقت استجابة أقل من 1Ns.
3. حماية الدائرة
قمع الطفرة: يتمتع الصمام الثنائي Carbide Senguoke KS06065 بالقدرة على تحمل 65A التيار الحالي ويؤدي بشكل ممتاز في حماية طاقة محطة الأساس.
حماية القطبية: يتم استخدام صفيف الصمام الثنائي للاسترداد السريع لتحقيق حماية قطبية المدخلات لمحولات DC - DC ، مع وقت استرداد عكسي يقل عن 50ns.
الصناعة التقدم التكنولوجي واستراتيجيات التحسين
1. الابتكار المادي
الأجهزة CARBIDE (SIC) السيليكون: انخفاض الجهد النموذجي البالغ 650V/6A KS06065 الصمام الثنائي هو 1.38V ، وهو أقل بنسبة 30 ٪ من الأجهزة القائمة على السيليكون - ، ويتم تحسين ثبات درجة الحرارة العالي- بمقدار 200 درجة.
تكامل نيتريد غاليوم (GAN): يتم دمج Gan Hemts مع الثنائيات Schottky على شريحة واحدة ، وتحقيق كثافة طاقة تزيد عن 100 واط/في ³ بالنسبة إلى مستلزمات تبديل التردد العالية -.
2. تحسين تصميم الدائرة
تقنية التصحيح المتزامنة: يتم استخدام MOSFET بدلاً من الصمام الثنائي للتصحيح ، مما يقلل من المقاومة لمستوى M ω وتحسين الكفاءة إلى 99 ٪.
تقنية التبديل الناعمة: تنفيذ تبديل الجهد الصمام الثنائي (ZVS) من خلال دوائر الرنين للقضاء على خسائر التبديل.
3. تحسين مستوى النظام
إدارة الطاقة الديناميكية: ضبط الوقت الحقيقي لحالة عمل الصمام الثنائي بناءً على تحميل المحطة الأساسية ، مما يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة 80 ٪ عند تفريغه.
تقنية الإدارة الحرارية: باستخدام مواد التغليف ثلاثية الأبعاد وتغيير الطور ، يتم التحكم في درجة حرارة تقاطع الصمام الثنائي أقل من 125 درجة ، مما يمتد عمره بمقدار 5 مرات.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn {{2)