Lleihau Colledion Cynhwysiad gyda Gwydro Foltedd Ymlaen Isel

Deall Colledion Ynni mewn Diwodiad Junction PN Tradodiadol

Mae gan ddiodau junction PN safonol fel arfer gwydro foltedd rhagddreiglo o tua 0.6 i 1.0 volti, sy'n achosi eithaf lawer o ynni a gafodd ei wario wrth ddelio â chyfredau mawr. Gant ystyried enghraifft o ddiod siliwm arferol sy'n gostwng tua 0.7 volti trwyddo. Ar 10 amper o llif cyfred, mae hyn yn troi i fyny i tua 7 wata yn cael eu colli fel gwres yn unig. Yn ôl ymchwil a gyhoeddwyd gan TrrSemicon yn 2023, gall y fath golliadau fod yn gyfrifol am bron i'r drudd efo pob colled pŵer mewn rhai systemau pŵer 48 volt. Beth sy'n gwneud y broblem hon yn waeth yw sut mae'r colliadau hyn yn digwydd oherwydd mae electronau a dramâu yn parhau i ad-gyfuno o fewn y junction PN ei hun. Mae hyn yn newyddion drwg iawn i gigredau sy'n gweithredu ar foteddau is, gan mai hyd yn hynny os yw lleihau bach iawn yn y foltedd trwy gydrannau all leihau ar gyflymder ar draws y system gyfan.

Sut mae Diodau Schottky yn Lleihau Colledau Cynhwysiant trwy Is-foltedd Rhagddreiglo

Mae diodau Schottky yn gweithio gyda jynciau metel-semiconddyr a all gael i'r amlwng blaen tua 0.3 volts. Mae hyn yn wirioneddol am oddeutu 57% yn is na hyn a gwelwn gyda diodau PN arferol. Mae'r foltedd is yn golygu llai o egni'n cael ei golli pan maen nhw'n cynnig trydan. Edrychodd astudiaeth o'r flwyddyn ddiwethaf ar effeithlonrwydd gwahanol gydrannau a dod o hyd i rywbeth efallai wedi'i fagu. Pan iechyllai beiriannwyr newid oddi ar diodau silici i Schottky yn trosffurfiwr DC i DC, fe wnaethon nhw sylwi ar golliannau bron â 58% yn llai yn ystod y broses rectification. Un plws mawr arall yw nad yw'r diodau hyn yn storio unrhyw gynghorwyr lleiafrifol, felly nid oes colliadau adfer gwrthdro pan maen nhw'n newid cyflwr. Mae hyn yn eu gwneud yn arbennig o ddefnyddiol mewn rhaglenni ble mae angen trosglwyddo'n gyflym.

Effaith ar Ddiffadrannu Pŵer a Chynhyrchu Gwres yn Dylunio Cwircuit

Mae diaffodau Schottky yn defnyddio llai o bŵer, sy'n golygu eu bod yn cynhyrchu llai o berthnogaeth gyffredinol. Mae'r lleihad hwn yn lleihau angen ar hesgiau tanyma bywyd tua 40% mewn cymharu â setworkdiau diafford traddodiadol PN. Ar gyfer cais cerbydau yn benodol, rydym yn gweld tymhereddau junctiynau yn gostwng tua 15 gradd Celsius wrth lanlwydion o 5 amper, rymau sy'n gwneud y cydrannau hyn yn para hirach mewn systemau cerbyd. Mae'r mantais thermol hefyd yn rhoi mwy o hyblygrwydd i beiriannwyr i ddylunio cyflenwyr pŵer llai na chweil sy'n cyrraedd effeithlonrwydd dros 90% heb orfod defnyddio ffanellau neu drifoedd oechlo actif eraill.

Measuring Effeithlonrwydd: Schottky kontra Diaffodiau PN mewn Gwiriadau Cylchoedd

Mae profion yn awgrymu bod drydiau Schottky'n gallu cynyddu effeithlonrwydd y system rhwng 2.5 i 4 y cant mewn rhaglenni 12 volt o gymharu â'r drydiau PN ultra-gyflym rhain. Eeia, mae cyflenwr pŵer safonol 100 watio yn rhedeg ar amcan 93 y cant effeithlonrwydd wrth ddefnyddio drydioedd rectifier Schottky, tra bod drydiau silici yn llwyddo i tua 89 y cant yn unig. Mae hyn yn cyfateb i tua 15.6 cilowatio awr wedi'u arbed pob blwyddyn os yw'n rhedeg yn barhaus. Mae'r pethau'n cael eu gwella hyd yn hynny mewn systemau tachwedd uchel dros 100 ciloherts. Mae drydiau traddodiadol yn dechrau colli eu mantais yma wrth i golofnau newid a chynhwysol godi dramatig, gan eu gwneud yn llai addas ar gyfer y rhaglenni heriol hyn.

Astudiaeth Achos: Effaithlusrwydd Gwellhaedig mewn Cyflenwyr Pŵer a Throsnewyddion DC-DC

Mewn diwydiant trydanol atgyweiriau telecom, cyrraeddodd modrwyau terfynu 48V sydd â dyodydd Schottky effeithlonrwydd o 96%—gwelliant o 3.2 bwynt dros gynlluniau blaenorol. Gallai'r foltedd ymlaen o 0.32V amddiffyn ar draws magnetig 22% yn llai ac fe wnaeth hi ddileu gofod awyru dan oruchwylio mewn unedau 300W, gan leihau costau ynni blynyddol er $18,000 yr safle tra'n cadw 99.9% o amser ar waith mewn sefydliadau sylfaen 5G.

Lleihau Colledion Trosi trwy Nodweddion Adfer Cyflym

Rôl cyflymder trosi cyflym wrth leihau colledion trosi ar amleddau uchel

Mae gan ddiodau Schottky amserau adferiad gwrthdro hynod fyr, fel arfer islaw 100 nanoeiliad. Mae hyn oddeutu 50 i 100 o weithiau yn gynt na ddyodiadau PN arferol. Oherwydd y cyflymder hwn, maen nhw'n colli llai o egni pan mae newid sudden yn yr hydrefn. Mae'r amser ymateb cyflym yn golygu bod y ddiod yn stopio cynnig bron yn syth pan newidiodd y polaredd ei gyfeiriad. Mae profion yn dangos y gall hyn leihau'r colledion pŵer dros dro erbyn oddeutu rhyw 30% yn gadarn-ddogfannu aml-dogfannu sy'n rhedeg ar amleddau dros 100 kHz. Mae sawl astudiaeth ar asgredion pŵer modd newid yn cefnogi hyn, er bod y rhifau union yn amrywio yn dibynnu ar y cais penodol.

Cymharu perfformiad â dyodiadau PN adferiad-aruall mewn aplicaethau PWM a SMPS

Pan ddaw i drafferiadau modur PWM, mae diodau Schottky yn gwmpasu colledion trosglwyddo erbyn tua 40% o'i gymharu â'r hen ddiodau PN adfer araf. Edrychodd ymchwil ddiweddar o 2023 ar drawsnewyddion buck a daeth o hyd i rywbeth hynod ddiddorol – wrth ddefnyddio diodau Schottky, cyrraedd y systemau effeithlonrwydd uchaf tua 92%, tra bod y fersiynau PN yn llwyddo dim ond i tua 85%. Ac yma chwaith, mae’r gwahaniaeth rhwng y ddau yn tyfu eto unwaith byddwn ni’n cychwyn sôn am amleddau uwch na 500 kHz. Mae’r natur gyflym hwn yn ei wneud yn ddefnyddiol iawn ar gyfer systemau pŵer teleffonau symudol ble mae cadw reolaeth wastad ar bwysedd yn golygu llawer. Meddyliwch am dorfeydd celloedd sydd angen cyflenwad pŵer sefydlog heb amleddau sy’n twyllio ansawdd y llinell.

Mwy o dderbyniad yn supplyddion pŵer modd-trosi oherwydd gofynion am effeithlonrwydd

Gan ddodreiddio o reoliadau ynni byd-eang fel EU Lot 9, mae diodau Schottky nawr yn cael eu defnyddio mewn 68% o gynlluniau SMPS is-1kW. Mae Adroddiad Ymchwil i Farchnadoedd wedi rhagweld cynnydd o 25% CAGR ar gyfer diodau cyflym mewn systemau ynni adnewyddadwy hyd at 2028, wrth i gynhyrchwyr fanteisio ar berfformiad thermol uwch i gynllunio addaswyr crybyd, heb ffan.

Galluogi Systemau Is-gryfder a Batri-symudol sy'n Effeithlon o ran Ynni

Heriau pen draw gryfder mewn electronig gofodol modern

Pan fo electronig yn dechrau gweithio ar y byllgredau isod yma o tua 1.8V a 3.3V, mae'r hen drionodiau PN yn dod i bod yn broblemus oherwydd maen nhw'n defnyddio tua 0.7V wrth sefyll yn unig. Mae drionod Schottky yn datrys y mater hwn yn dda iawn, gan arbed rhywle rhwng 30 a 50 y cant o'r gofod pwysig hwnnw oherwydd mae eu disgyniad ymlaen yn agored o fewn cyffwrdd â 0.3V yn hytrach. Mae'r gwahaniaeth yn bwysig iawn pan fo batri dan isel. Ar gyfer pethau fel pacemakers neu ddyfeisiau meddygol mewhamgredadwy eraill, hyd yn fymply mis yw newidion bychain iawn. Yn ôl astudiaethau, os yw'r bwllgredd yn amrywio mwy na 1%, mae'n dechrau camdweithredu â phrifder sut mae'r synhwyryddion y tu mewn yn darllen yr hyn sy'n digwydd yn y corff yn wirioneddol. Nid yw'r fath uniondeb yn rymus i gael—mae'n hanfodol er mwyn monitro cleifion yn ddibynadwy.

Uwchraddio perfformiad dyfeisiau symudol trwy ddefnyddio sgiladrodd Schottky

Mae'r gostal lawr ffyrdd syth a'r nodweddion newidio cyflym diodau Schottky yn golygu eu bod yn lleihau colledion rectification mewn dyfeisiau symudol yn amcangyfrif 40%. Yn ôl ymchwil a gyhoeddwyd yn 2022 am effeithlonrwydd pŵer, mae ffônau clyfar sy'n defnyddio'r diodau hyn yn eu cylchoedd masnachu yn cyrraedd cyfradd trosiadau ynni hyfryd o 94%, tra bod diodau PN traddodiadol yn rhestru tua 86% yn unig. Beth mae hyn yn ei olygu i gynnyrchwyr? Ffonau tywyllach heb yr hyliau gwres rhwystredig rhaid eu defnyddio, ac yn dal i gadw prosesyddion yn rhedeg cryf hyd yn hir wrth ddelio â gweithrediadau cryf na chynlluniau, fel arwain sianeli dros rhwydweithiau 5G neu redeg apiau sy'n gofyn am graffeg galed.

Ymagweddau dylunio i hybu bywyd batri gyda diodau Schottky

I ymestyn amser rhedeg y batri, mae peiriannwyr yn defnyddio dri ymagwedd allweddol:

1. Dewis diodau â ffyrdd syth <0.4V wrth gerdiant gweithredu
2. Cydbwyntio colledion gwrthdro (<100µA) yn erbyn anghenion amledd newidio
3. Gweithredu rheoli cyfradd gweithredu mewn cylchoedd pŵer-gated

Mae profion maes yn dangos bod y dulliau hyn yn estyn bywyd batri ion-lithiwm o 15–20% mewn PDAs diwydiannol, gan esbonio rôl diodau Schottky mewn amgylchiadau cyfyngedig ar gyfradd.

Gwella Trosi Pŵer a Chymwysiadau Ynni Ailadnewydd

Rectifiad pŵer effeithiol mewn topolegau trosi AC-DC a DC-DC

Mae diodau Schottky yn cynyddu perfformiad mewn systemau pŵer AC-DC a DC-DC oherwydd maen nhw'n lleihau'r ostwng voltedd anghamdegydd hynny wrth drosi trydan. Mae ymchwil i ddyluniadau trosydd newydd yn awgrymu y gall y diodau hyn wneud i bethau weithio tua 12 i 15 percent yn well o gymharu â diodau junction-PN arferol, yn enwedig amlwg mewn ffyrdd buck/boost sy'n gweithio ar amleddau uwch na 100 kHz yn ôl gwaith diweddar a gyhoeddwyd gan IntechOpen yn 2024. Beth sy'n eu gwneud mor effeithiol yw eu gostwng foltedd syrthiant isel o tua 0.3 i 0.4 vold hyd yn hynny pan yn delio â chredydau sylweddol hyd at 10 amp, sy'n golygu llai o ynni a gollwyd trwy'r broses drawsnewid foltedd gyfan.

Atal cyfredolion gwrthdro mewn panelau haul: diwodiad Schottky mewn systemau ffotofoltaig

Mewn araeau haul, mae diwodiad Schottky yn atal llif cyfredol gwrthdro yn amodau goleu isel, gan leihau collwyd egni yn ystod y nos â hyd at 72% o'i gymharu â sefyllfaoedd di amddiffyn. Mae eu hadwaith gyflym (<50ns) i ddigwyddiadau cysgodio'n amddiffyn celli oddi ar berchenogi rhag gwresogi tra'n cadw 98.5% o allbwn egni dyddiol (Solar Energy Journal 2023).

Defnyddio diwodiad Schottky fel diwodiad bypass mewn araeau cellau solar

Pan fyddant wedi'u integreiddio fel diwodiad bypass mewn modrwyliadau 60-gell, mae amrywiadau Schottky'n lleihau collwyn pŵer o ran rhannol drwy gysgodáu â 40–60%. Mae eu gwarant thermol isel (1.5°C/W) yn cefnogi gweithrediad parhaus wrth 85°C amgylchynol heb orlwytho, gan wneud nhw'n ddelfrydol ar gyfer gosodiadau ar gyfeirnod defnyddwyr ble mae dibynadwyedd hir dymor yn bwyntio uwchlaw chwyldro bychan mewn cyfredol dadlefrifo.

Cymharu mantais effeithloni â thrafnodion cyfredol dadlefrifo

Er bod gan ddiwodiad Schottky 2–5x gwell cyfredol gwrthdro na diwodiad siliciwm, mae dyluniadau modern yn lleihau hyn trwy:

• Pechaneg peibio-ymweliad wedi'i gyflawni ar sail tymheredd (-0.02mV/°C cyfeiriadur)
• Adeiladau cylch amddiffyn sy'n lleihau'r ddrwgdefnyddio y tu allan o dan 80%
• Ddoeiddio haen epi-ddewisgar i ddodrefnu V _F /I_R cywair

Mae'r datblygiadau hyn yn galluogi effeithlonrwyd system o 94% mewn rheolyddion masnachu pŵer uchaf (MPPT) er bod 100µA o ddrgdodydiad yn digwydd wrth 25°C (Renewable Energy Focus 2024).

Is Grynhoesiad Tymherol Oherwydd Colled Pŵer Gwanhaeddig mewn Gwarchodfa Syrcynnau â Safleoedd Schottky

Mae diafframau Schottky yn colli pŵer tua hanner cymaint â diafframau PN arferol oherwydd eu hawdanghau ymlaen isel iawn o tua 0.3 i 0.4 volti yn hytrach na'r 0.7 i 1.1 volti arferol yr ydym yn eu gweld mewn rhai traddodiadol. Beth mae hyn yn ei olygu? Llai o gwres yn cael ei gynhyrchu hefyd. Wrth llif cyfred o 10 amper, mae'r Schottkyau hyn yn cynhyrchu rhwng 3 a 5 wata o gwres yn unig, tra bod diafframau siliciwn yn gynhyrchu rhywle rhwng 7 a 11 wata yn ôl astudiaethau diweddar a gyhoeddwyd yn y Journal Power Electronics fis diwethaf. Oherwydd nad yw mor swnd â chynnydd yn y chwres, gall y gydrannau hyn weithio'n ddibynadwy hyd yn hynny pan fydd tymheredd yn cyrraedd 125 gradd Celsiws heb ormod o addasiadau perfformiad. Mae hyn yn ei wneud yn ddelfrydol ar gyfer sefyllfaoedd lle mae'n cael ei oergoeli o fewn blwchau caeedig neu o dan y capel o geir lle byddai gwres ormodol fel arfer yn achosi problemau dros amser.

Cyfleoedd ar gyfer Dylunio Cyfoethblyg: Cynwysyddion Gwres Lleiaf a Densrwyd Pŵer Uchaf

Trwy leihau collwyd pŵer o 40%–60%, mae diodau Schottky yn lleihau gofynion ar fass corffwysgoedd o 30%–50% mewn trosnewyddion DC-DC. Felly gall ymwelwyr gynllunio:

• Amnewid corffwysgoedd alwminiwm â dur stampio ysgafnach neu gyfansawdd polymer
• Cynyddu trwchryd pŵer o 8W/in³ i 12W/in³ mewn PSUau gweinydd
• Dileu oeri gweithgar mewn dyfeisiau porwad dan 100W

Mae'r fanteision hyn yn cefnogi censyrau IoT a dyfeisiau arloesol o fewn genhedlaeth nesaf, ble mae cyfyngiadau ar lechau PCB yn gofyn am gydrannau o dan 5mm o uchder.

Cyffroriau Cyffredinol

Beth yw collwyd cynhwysiant mewn diodau?

Cyfeirio collwyd cynhwysiant at yr ynni a gollir fel gwres pan fydd diod yn cynhau cyfred, yn bennaf oherwydd y gwyro foward dros y diod.

Sut mae diodau Schottky yn lleihau defnyddio pŵer?

Mae gan diodau Schottky gwyro foward is na diodau junctiwn PN traddodiadol, sy'n arwain at golled ynni lai wrth gynhau trydan.

Pa gymwysiadau sy'n elwa o ddefnyddio diodau Schottky?

Mae diodau Schottky yn elwol mewn rhaglenni cysoniad uchel, cyflenwyr pŵer, trosiannau DC-DC, electronig isel-volt, panelau haul, a systemau sy'n gofyn am effeithlonrwydd uchel a newidio cyflym.