از تبدیل توان تا بهینه‌سازی کارایی: دیودهای شاتکی در سیستم‌های برقی

الف. ساختار و مشخصه‌های مستقیم

دیودهای شاتکی یک اتصال فلز-نیمه‌هادی ایجاد می‌کنند، از تاخیر اتصال PN جلوگیری می‌کنند و افت ولتاژ مستقیم کمی ارائه می‌دهند (معمولاً 0.2–0.4 ولت).

این موضوع به طور قابل توجهی اتلاف هدایت را کاهش می‌دهد و کارایی تبدیل را افزایش می‌دهد، به ویژه در کاربردهای ولتاژ پایین و سریع.

ب. نقش کلیدی در یکسوسازی فرکانس بالا

آنها به طور گسترده در منبع تغذیه سوئیچینگ AC-DC (SMPS) به عنوان یکسوساز خروجی برای بازیابی سریع و تبدیل ولتاژ پایین استفاده می‌شوند.

در دستگاه‌های حساس به دما مانند آداپتور لپ‌تاپ و شارژرهای USB PD، مقاومت حرمال کم آن‌ها طراحی حرارتی را ساده‌تر می‌کند.

III. ماژول‌های DC-DC و یکسوسازی سنکرون

همزمان با ماسفت‌ها، دیودهای شاتکی به عنوان مسیرهای آزاد چرخشی عمل کرده و از هدایت معکوس در ماژول‌های DC-DC جلوگیری می‌کنند.

این توپولوژی اغلب در منابع تغذیه خودرو، درایورهای LED و سیستم‌های صنعتی تعبیه‌شده استفاده می‌شود.

IV. حفاظت در برابر حفظ قطبیت معکوس و سرکوب ولتاژ گذرا

به دلیل سوئیچینگ سریع و افت ولتاژ کم، دیودهای شاتکی در حفاظت از باتری در برابر قطبیت معکوس و هدر رفتن انرژی القایی ضروری هستند.

آن‌ها می‌توانند به صورت موازی با سلف‌ها قرار گرفته و انرژی معکوس را به سرعت آزاد کنند و از خرابی ماسفت‌ها جلوگیری کنند.

V. دیدگاه آینده: هم‌افزایی GaN/SiC و گسترش دوطرفه

اگرچه GaN و SiC در مناطق ولتاژ بالا در حال ظهور هستند، دیودهای شاتکی در طراحی‌های ولتاژ پایین همچنان اقتصادی و کارآمد باقی مانده‌اند.

روند‌های آینده شامل ماژول‌های قدرت ادغامی، طراحی‌های شاتکی دوطرفه و بسته‌بندی آرایه‌ای برای سیستم‌های کم‌حجم و با عملکرد بالا می‌شود.

دیود شاتکی | یکسوسازی فرکانس بالا | بهره‌وری منبع تغذیه شارژ سریع