Il-waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem għandha impatt sinifikanti fuq il-provvista ta' enerġija ta 'komunikazzjoni?

一, l-essenza fiżika tal-waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem u l-partikolarità tax-xenarji tal-komunikazzjoni
Il-waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem ta' dijodu hija dovuta għall-proċess ta 'dgħjufija tal-kamp elettriku inkorporat fil-junction PN. Meta l-vultaġġ ta 'xaqlib' il quddiem jaqbeż il-limitu (madwar 0.6-0.8V għal tubi tas-silikon u madwar 0.2-0.3V għal tubi tal-ġermanju), it-tixrid tat-trasportatur jifforma kurrent, iżda fl-istess ħin, waqgħa ta 'vultaġġ irreversibbli sseħħ minħabba effett ta' reżistenza. Din il-karatteristika tippreżenta kontradizzjoni doppja fil-provvista tal-enerġija tal-komunikazzjoni:
Sensittività għal xenarji ta 'vultaġġ baxx: apparati ta' komunikazzjoni moderni jużaw b'mod komuni vultaġġi ta 'provvista ta' 3.3V, 1.8V, jew saħansitra aktar baxxi. Il-waqgħa tal-vultaġġ tad-dijodi tas-silikon f'0.7V tirrappreżenta daqs 21% -39%, li twassal direttament għal irdum bħal tnaqqis fl-effiċjenza tal-konverżjoni tal-qawwa. Pereżempju, fil-modulu ta 'konverżjoni DC-DC ta' provvista ta 'enerġija ta' komunikazzjoni ta '48V, jekk jintużaw dijodi tradizzjonali tar-rettifikatur tas-silikon, biss ir-rabta tar-rettifika sekondarja tista' titlef 1.4V, u tnaqqas l-effiċjenza ġenerali bi kważi 3 punti perċentwali.
L-isfida ta 'integrità ta' sinjali ta 'frekwenza għolja: f'applikazzjonijiet ta' frekwenza għolja bħal stazzjonijiet bażi 5G, distorsjoni mhux lineari kkawżata minn waqgħa ta 'vultaġġ tad-dijodu tista' tfixkel il-konsistenza tal-fażi ta 'sinjali ta' aggregazzjoni ta 'trasportaturi. Dejta sperimentali turi li meta ċ-ċaqliq tal-kurrent 'il quddiem jaqbeż l-20% tal-valur nominali, il-waqgħa tal-vultaġġ tad-dijodu tas-silikon tista' tinbidel sa 0.15V, li hija biżżejjed biex tikkawża l-EVM (amplitudni tal-vettur ta 'żball) tas-sinjal OFDM biex tiddeterjora b'aktar minn 3dB.
2, Impatt multidimensjonali tal-waqgħa tal-vultaġġ 'il quddiem fuq is-sistema tal-provvista tal-enerġija tal-komunikazzjoni
1. Analiżi kwantitattiva tat-telf tal-effiċjenza
Meta tieħu ċertu modulu ta 'enerġija ta' komunikazzjoni 48V / 12V bħala eżempju, id-dijodu tas-silikon IN4007 (VF) jintuża=0.7 v @ 1a) meta ċ-ċirkwit tar-rettifikatur huwa mgħobbi kompletament f'10A, it-telf tad-dijodu jilħaq biss 7W, li jammonta għal 35% tat-telf totali tal-modulu. Jekk Schottky Diode (VF) jintuża minflok=0.3 v @ 1a) it-telf jista 'jitnaqqas għal 3W, u l-effiċjenza tista' titjieb bi 2.2 punti perċentwali. Għal ċentri tad-dejta li jikkunsmaw aktar minn miljun kilowatt siegħa ta 'elettriku kull sena, dan it-titjib jista' jiffranka mijiet ta 'eluf ta' wan fil-kontijiet tal-elettriku kull sena.
2. L-impatt kritiku tal-integrità tas-sinjal
Fiċ-ċirkwit ta 'preġudizzju ta' PD (fotodetettur) fil-komunikazzjoni tal-fibra ottika, il-karatteristika tad-drift tat-temperatura tal-waqgħa tal-vultaġġ tad-dijodu tista 'tikkawża problemi fatali. Il-waqgħa tal-vultaġġ tad-dijodi tas-silikon tonqos b'rata ta '-2.2mv / grad b'temperatura dejjem tiżdied. Fil-firxa tat-temperatura industrijali ta '-40 grad sa +85 grad, il-waqgħa tal-vultaġġ tinbidel b'0.28V. Jekk id-disinn tal-kumpens tat-temperatura ma jintużax, dan jikkawża li l-vultaġġ tal-preġudizzju PD jiddevja mill-aqwa punt operattiv, li jirriżulta fi tnaqqis ta 'aktar minn 1dB meta jirċievi sensittività u jqassar direttament id-distanza ta' trasmissjoni b'diversi kilometri.
3. Riskji ta 'affidabbiltà fit-tul
Is-sħana żejda lokali kkawżata minn waqgħa pożittiva ta 'vultaġġ hija waħda mill-kawżi ewlenin ta' falliment tal-qawwa tal-komunikazzjoni. It-testijiet urew li taħt kurrent ta '10A, it-temperatura tal-ġonta tad-dijodi tas-silikon tista' tilħaq 125 grad (temperatura ambjentali ta '40 grad), li taqbeż it-temperatura massima tagħhom ta' ġonta. Operazzjoni fit-tul ta 'temperatura għolja se tħaffef il-migrazzjoni tal-metall u l-elettromigrazzjoni, li twassal għal żieda ta' aktar minn għaxar darbiet fil-kurrent ta 'tnixxija ta' dijodi u fl-aħħar tikkawża ħsarat ta 'ċirkwit qasir. Skond statistika minn ċertu operatur, ir-rata ta 'tiswija ta' moduli ta 'enerġija kkawżati minn għażla ta' diode mhux xierqa hija għolja daqs 18%, li minnhom 70% huma relatati direttament ma 'fallimenti termali relatati mal-waqgħa tal-vultaġġ.
3, Strateġiji ta 'Ottimizzazzjoni u Każijiet Prattiċi ta' Sistema ta 'Provvista ta' Enerġija ta 'Komunikazzjoni
1. Għażla innovattiva ta 'materjali u apparati
Schottky Diode: Bi qatra ta 'vultaġġ ultra-baxxa ta' 0.15-0.45V, hija saret l-għażla preferuta għal provvisti ta 'enerġija ta' komunikazzjoni ta 'vultaġġ baxx. Pereżempju, fil-provvista tal-enerġija tal-istazzjon bażi LTE, id-dijodu Schottky MBR2045CT (VF) jintuża=0.38 v @ 2a) wara, l-effiċjenza tar-rettifikazzjoni żdiedet minn 88% għal 92%.
Teknoloġija ta 'rettifikazzjoni sinkronika: Sostituzzjoni ta' dijodi tradizzjonali b'MOSFETs biex tinkiseb reżistenza baxxa fuq M ω. Ċertu tip ta 'provvista ta' enerġija ta 'stazzjon ta' bażi 5G ta '5G jadotta skema ta' rettifikazzjoni sinkronika kkontrollata minn LTC4359, bi tnaqqis ta 'vultaġġ ta' 56mV biss fil-kurrent 3A u effiċjenza li taqbeż 96%.
SIC / GAN Wide Bandgap Devices: Sic Schottky Diodes (VF) f'xenarji ta 'vultaġġ għoli u ta' enerġija għolja=1.2 V @ 10a) juri qatra ta 'vultaġġ ta '50% aktar baxxa u 3 darbiet ogħla frekwenza ta' bidla minn apparat tas-silikon, u ġie applikat f'oqsma għolja tal-kejbil submarine.
2. Kumpens fin għad-disinn taċ-ċirkwit
Netwerk ta 'Kumpens għat-Temperatura: Aġġusta b'mod dinamiku l-kurrent ta' preġudizzju għad-dijodu permezz ta 'kombinazzjoni ta' termistor u reżistenza għall-vultaġġ. F'ċertu tip ta 'apparat OTN, din it-teknoloġija tnaqqas il-varjazzjoni tal-vultaġġ ta' preġudizzju PD għal inqas minn 0.05V fil-firxa tat-temperatura kollha, u ttejjeb l-istabbiltà li tirċievi sensittività b'0.3dB.
Teknoloġija ta 'bilanċ ta' waqgħa ta 'vultaġġ b'ħafna livelli: F'ċirkwiti ta' rettifika ta 'vultaġġ għoli, firxa ta' dijodu kaskata tintuża flimkien ma 'resister ta' qsim ta 'kurrent biex tikkontrolla d-differenza ta' waqgħa ta 'vultaġġ bejn kull dijodu fi żmien 5%. Wara l-adozzjoni ta 'din l-iskema, l-iżbilanċ attwali ta' ċertu tip ta 'provvista ta' enerġija ta 'komunikazzjoni ta' 400V naqas minn 15% għal 3%, u l-ħajja ġiet estiża bi tliet darbiet.
3. Skoperti innovattivi fl-arkitettura tas-sistema
Arkitettura ta 'provvista ta' enerġija ħielsa mid-dijodi: Fis-sistema ta 'provvista ta' enerġija ta 'backup taċ-ċentru tad-dejta, soluzzjoni bl-użu ta' supercapacitors u konvertituri bidirezzjonali DC-DC hija adottata biex telimina kompletament it-telf ta 'waqgħa ta' vultaġġ tad-dijodu. L-ittestjar attwali juri li l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija ta 'din l-arkitettura f'sistema ta' 48V tilħaq 98.5%, li hija 6 punti perċentwali ogħla mis-soluzzjoni tradizzjonali.
Ċippa ta 'ġestjoni tal-waqgħa ta' vultaġġ intelliġenti: IC iddedikat li jintegra l-monitoraġġ tal-waqgħa tal-vultaġġ u l-funzjonijiet ta 'aġġustament dinamiku, bħal TI ta' TPS2419, jistgħu jħossu l-kurrent tat-tagħbija f'ħin reali u jaġġustaw il-vultaġġ tas-sewqan tal-bieb, sabiex il-waqgħa tal-vultaġġ ta 'rettifikazzjoni sinkronika MOSFET dejjem tinżamm fil-valur ottimali. F'ċertu tip ta 'provvista ta' enerġija tas-server AI, din it-teknoloġija ttejjeb l-effiċjenza tat-tagħbija ħafifa bi 8% u l-effiċjenza tat-tagħbija sħiħa bi 2%.