Quelles sont les conséquences de ne pas ajouter de diodes dans les circuits de communication?

1, défaillance de la protection du circuit: double menace de tension inverse et d'impact de surintensité
Les charges inductives (telles que les bobines de relais et les inductances) et les charges capacitives (telles que les condensateurs de filtrage) sont largement présentes dans l'équipement de communication, qui peut générer une force électromotive inverse ou un courant de surtension pendant les transitoires de commutation de commutation ou d'alimentation. Les diodes peuvent supprimer efficacement ces impacts à travers des fonctions telles que la roue libre et le serrage, tandis que l'omission de diodes conduira directement aux conséquences suivantes:
Déchange du transistor et durée de vie de relais raccourci
Dans le circuit d'entraînement de relais, lorsque le transistor passe de la conduction à la coupure, un changement soudain du courant dans la bobine générera une force électromotive inverse, dont la valeur de pic peut atteindre plusieurs fois la tension d'alimentation. Si la diode en roue libre n'est pas connectée en parallèle, cette tension inverse sera directement appliquée entre l'émetteur du collecteur (C - e) du transistor, provoquant une panne de jonction PN. Par exemple, le module d'alimentation d'une station de base 5G a omis une diode en roue libre, entraînant une augmentation de 300% du taux de défaillance du transistor de conduite après une commutation de relais fréquente, provoquant l'arrêt directement de la station de base. De plus, la force d'électromotive inverse peut accélérer l'oxydation des contacts de relais, ce qui fait passer leur durée de vie de 100000 cycles à moins de 10000 cycles.
Épuisement du niveau du système Causé par la connexion de puissance inverse
L'équipement de communication est généralement alimenté par une alimentation CC. Si la polarité de l'alimentation est inversée, le courant inversé circulera directement à travers des composants sensibles tels que les amplificateurs opérationnels et les puces ADC. En connectant une diode Schottky (telle que 1N5819) en série avec le pôle positif de l'alimentation, une protection anti-inverse peut être obtenue en utilisant sa faible chute de tension vers l'avant de 0,3 V. Si la diode est omise, le courant inversé peut brûler la puce de gestion de l'alimentation, ce qui a entraîné la mise au rebut de la carte. Un interrupteur de centre de données a subi une perte de plus de 2 millions de yuans en raison d'une diode anti-inverse manquante dans l'alimentation, qui a été connectée à tort à l'alimentation pendant la maintenance.
Conduction et rayonnement interférence de la tension de surtension
Les condensateurs dans les circuits de communication peuvent générer des courants élevés transitoires pendant la charge. S'ils ne sont pas serrés par des diodes (tels que les diodes TVS), les tensions de surtension peuvent être transmises à d'autres modules à travers des lignes de signal ou interférer avec les circuits adjacents par rayonnement spatial. Par exemple, un terminal de communication par satellite a omis une diode de protection ESD, ce qui a causé des dommages à la puce de fin RF Front - en raison de la décharge électrostatique par temps de l'orage, avec un cycle de réparation allant jusqu'à 3 mois.
2, Distorsion de traitement du signal: répartition des performances des circuits de fréquence et de modulation élevés
La fonction centrale des circuits de communication est la transmission et le traitement du signal, et les diodes jouent un rôle clé dans le mélange, la limitation et la détection. L'omission des diodes entraînera directement une diminution de la qualité du signal et peut même rendre les fonctions de communication de base impossibles.
Échec du mélangeur et alias spectre
Dans la communication d'onde de millimètre 5G, le mélangeur mélange le signal reçu à 28 GHz avec le signal d'oscillateur local (26 GHz) à travers les caractéristiques non linéaires des diodes Schottky pour générer un signal de fréquence intermédiaire de 2 GHz. Si la diode de mélange est omise, le signal de fréquence élevé - ne pourra pas être converti à la baisse, ce qui entraînera une puce de traitement de la bande de base incapable d'analyser les données. Lors du test d'un système prototype 6G, le taux d'erreur du système est passé en flèche de 10 ⁻⁶ à 10 ⁻ ² en raison du soudage virtuel de la diode de mélange, entraînant une perte complète de capacité de communication.
Manque d'amplitude limitant la protection et la saturation du récepteur
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>40 dB). Si le limiteur est omis, de forts signaux d'interférence peuvent provoquer l'entrée de l'amplificateur à faible bruit (LNA) dans la région non linéaire, entraînant une distorsion d'intermodulation. Par exemple, lorsque le radar à ondes millimétriques d'une certaine voiture n'a pas de protection limitant la diode, l'erreur de distance de détection passe de 0,5 mètre à 5 mètres face à de forts signaux reflétés par les camions de voie adjacents, menaçant gravement la sécurité de conduite.
Déchec du circuit de détection et perte de signal
Dans la communication de modulation d'amplitude (AM), une diode de détection (comme 1N4148) est utilisée pour extraire des signaux audio à partir de porteurs de fréquences élevés -. Si la diode de détection est omise, l'extrémité de réception ne pourra pas restaurer le signal vocal ou de données. Au cours des tests de production d'un certain talkie-walkie, 10% des produits ont connu une faute "signal mais pas de son" en raison d'un modèle de diode de détection incorrect, entraînant une perte de rappel de 500000 yuans.
3, Trouble de gestion de l'alimentation: déclin de l'efficacité et risque de fuite thermique
L'équipement de communication nécessite une efficacité et une stabilité de puissance extrêmement élevées, et les diodes jouent un rôle de base dans la rectification, la régulation de la tension, la rectification synchrone et d'autres processus. L'omission des diodes entraînera une diminution de l'efficacité énergétique, une augmentation de la génération de chaleur et même du risque de feu.
Baisse soudaine de l'efficacité de rectification et augmentation significative de la consommation d'énergie
Dans la commutation d'alimentation, les diodes Schottky sont largement utilisées dans les circuits de rectification synchrones en raison de leur faible chute de tension vers l'avant (0,2-0,3 V) et des caractéristiques de récupération rapide. Si des diodes ordinaires sont utilisées à la place, la perte de rectification augmentera de 3 à 5 fois. Par exemple, si la diode Schottky est omise du module de puissance d'une certaine station de base 5G, l'efficacité passera de 92% à 85%, et la consommation d'énergie supplémentaire annuelle dépassera 10000 kWh, augmentant les émissions de carbone croissantes de 8 tonnes.
Effondrement du circuit du régulateur de tension et des fluctuations de tension
Les diodes Zener (comme 1N4733A) fournissent une référence de tension stable pour les circuits de communication à travers leurs caractéristiques de panne inverse. Si la diode du régulateur de tension est omise, la fluctuation de la tension d'alimentation peut dépasser la plage de tolérance de la puce (telle que ± 5%), conduisant à une confusion logique dans les circuits numériques ou à la détérioration du rapport de bruit du signal - à - dans les circuits analogiques. Dans le système UPS d'un centre de données, en raison de la mauvaise sélection des diodes de régulateur de tension, les redémarrages fréquents du réseau de stockage causés par les fluctuations de tension ont considérablement augmenté le risque de perte de données.
Manque de rectification synchrone et de fuite thermique
Dans les alimentations de commutation de fréquence élevées -, la technologie de rectification synchrone peut réduire les pertes de rectification de 90% en remplaçant les diodes par des MOSFET. Mais si la diode Schottky dans le circuit de rectification synchrone est omise comme une sauvegarde, une fois que le conducteur MOSFET échoue, l'alimentation se réchauffera et s'épuise en raison de la chute haute tension de la diode. Dans le test d'électricité d'une certaine station de base de communication, en raison de l'omission de la diode de sauvegarde, le module d'alimentation a commencé à fumer et à prendre feu dans les 10 secondes après la faille MOSFET.
4, Cas de l'industrie et support des données: le coût de l'omission de diodes
Dysfonctionnement du module d'alimentation de la station de base 5G
Un certain fabricant d'équipement a omis des diodes en roue libre de relais et des diodes anti-inverse de puissance dans la conception d'alimentation de la station de base du début de la 5G pour réduire les coûts. Le résultat est:
Le taux de défaut des transistors conduits par le relais a augmenté de 300%;
L'ensemble du taux de combustion des panneaux dans les accidents de connexion à revers de puissance atteint 100%;
Le coût de maintenance annuel a augmenté de 20 millions de yuans.
Perte du signal de la communication par satellite
Une certaine société aérospatiale n'a pas utilisé de diodes TVS pour la protection ESD dans la conception des terminaux de communication par satellite. Dans les tests météorologiques de l'orage:
50% des appareils ont RF Front - Dommage des puces finales;
Le cycle de réparation est étendu à une moyenne de 2 mois;
Le délai de livraison du projet a entraîné une perte de plus de 50 millions de yuans.
Les performances du radar d'onde millimétrique pour les automobiles ont diminué
Une certaine entreprise automobile a omis le limiteur de diode PIN dans la conception précoce du radar d'onde millimétrique. Les tests de véhicules réels montrent:
L'erreur de distance de détection est augmentée de 10 fois dans des scénarios d'interférence solides;
Le taux de fausses alarmes est passé de 0,1% à 5%;
Le coût de rappel s'élève à 120 millions de yuans.