Quelles sont les performances de consommation d'énergie des diodes dans les petites stations de base de communication?

Composition et facteurs d'influence de la consommation d'énergie des diodes
1. Consommation d'énergie pendant la conduction
Lorsque la diode mène dans le sens avant, le produit de la chute de tension de jonction PN (V_F) et du courant (i_f) constitue la principale consommation d'énergie. Prenant l'exemple de la diode de redresseur 1N4007, la chute de tension typique à un courant de 1A est de 0,7 V et la consommation électrique atteint 0,7 W. Dans les stations de base de communication, la diode de l'alimentation de commutation de fréquence élevée - doit résister à des centaines d'ampères de courant, et la consommation d'énergie de conduction peut être aussi élevée que des centaines de watts.
2. Consommation électrique de courant de fuite inversée
Lorsqu'il est biaisé inversé, le produit du petit courant de fuite (I_R) et de la tension inverse (V_R) forme la consommation d'énergie de fuite. Dans l'alimentation électrique des stations de micro-bases 5G, le courant de fuite typique des diodes de carbure de silicium (SIC JBS) peut être aussi faible que 1NA, qui est trois ordres de grandeur inférieure à celle du silicium traditionnel - à base de diodes. Mais le courant de fuite inverse augmente de façon exponentielle avec la température et peut devenir le facteur dominant de la consommation d'énergie dans des environnements à haute température.
3. Pertes de commutation
Dans les applications de fréquence - élevées, le temps de récupération inverse (T_RR) pendant la commutation de l'état de diode entraîne une consommation d'énergie supplémentaire. Le temps de récupération inverse des diodes ordinaires peut atteindre 4 à 5 ms, tandis que celui des diodes de récupération rapide peut être raccourci à 10NS. À une fréquence de commutation de 300 kHz, la perte de commutation unique de diodes ordinaires peut atteindre 0,1 mJ, tandis que celle des diodes rapides n'est que de 0,01MJ.
Scénarios d'application typiques dans les petites stations de base
1. Module de gestion de l'alimentation
Circuit de rectification: une rectification à haute efficacité est obtenue à l'aide de diodes Schottky. À un courant de 10 mA, la baisse de tension directe de la diode schottky à faible tension avant d'Anson Mei n'est que de 200 mV, ce qui est 40% inférieur aux appareils traditionnels.
Circuit PFC: En combinant les diodes de carbure de silicium avec des transistors MOS de nitrure de gallium, la fréquence de commutation PFC est augmentée de 100 kHz à 300 kHz, le volume d'inductance est réduit de 60% et l'efficacité est améliorée à 98%.
2. Traitement du signal RF
Mixer: La plage de fréquences de travail du composant de mélangeur d'anneau couvre des dizaines de KHz à plusieurs milliers de MHz, et les caractéristiques non linéaires de la diode atteignent le décalage spectral. Le circuit de modulation équilibré supprime la fuite de porteuse de plus de 40 dB à travers la symétrie du circuit.
Détecteur: les diodes Schottky sont préférées pour une détection de fréquence élevée - en raison de leur faible tension de barrière (0,15-0,3 V), avec un temps de réponse inférieur à 1NS.
3. Protégez le circuit
Suppression des surtensions: La diode en carbure de silicium Senguoke KS06065 a la capacité de résister au courant de surtension 65A et fonctionne parfaitement dans la protection des surtensions de la station de base.
Protection de polarité: un tableau de diodes de récupération rapide est utilisé pour obtenir une protection de polarité d'entrée pour les convertisseurs CC DC -, avec un temps de récupération inverse inférieur à 50ns.
Progrès technologique et stratégies d'optimisation de l'industrie
1. Innovation matérielle
Dispositifs en carbure de silicium (SIC): La diode typique de tension de 650 V / 6A KS06065 est de 1,38 V, ce qui est 30% inférieur à celui des appareils à base de silicium -, et la stabilité de température élevée - est améliorée de 200 degrés.
Intégration du nitrure de gallium (GAN): Gan Hemts est intégré aux diodes Schottky sur une seule puce, atteignant une densité de puissance de plus de 100W / en ³ pour les alimentations de commutation de fréquence élevées -.
2. Optimisation de la conception du circuit
Technologie de rectification synchrone: MOSFET est utilisé à la place de la diode pour la rectification, réduisant la résistance ON au niveau M ω et améliorant l'efficacité à 99%.
Technologie de commutation souple: implémentation de la commutation de tension zéro diode (ZVS) à travers des circuits résonnants pour éliminer les pertes de commutation.
3. Optimisation du niveau du système
Gestion de l'alimentation dynamique: ajustement en temps réel de l'état de travail des diodes basé sur la charge de la station de base, réduisant la consommation d'énergie de 80% lors du déchargement.
Technologie de gestion thermique: En utilisant des matériaux d'emballage 3D et de changement de phase, la température de la jonction de la diode est contrôlée en dessous de 125 degrés, prolongeant sa durée de vie de 5 fois.
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