از تبدیل توان تا بهینه‌سازی کارایی: نقش چندکاره دیودهای شاتکی در سیستم‌های توان

I. اصل ساختار و ویژگی‌ها

دیودهای شاتکی از یک اتصال فلز-نیمه‌هادی به جای اتصال PN استفاده می‌کنند که منجر به ظرفیت اتصال پایین‌تر و ولتاژ افت جلویی در محدوده ۰/۲ تا ۰/۴ ولت می‌شود، همراه با بازیابی معکوس بسیار سریع.

این ویژگی‌ها باعث می‌شود آن‌ها در سناریوهای یکسوسازی با فرکانس بالا، تبدیل ولتاژ گام‌پایین همگام و حفاظت در برابر ضربه معکوس بسیار مناسب باشند.

II. قطعه کلیدی در یکسوسازی AC-DC

در منابع تغذیه حالت روشنایی با فرکانس بالا (SMPS)، دیودهای شاتکی اغلب به عنوان یکسوسازهای خروجی استفاده می‌شوند زیرا افت ولتاژ کمی دارند و به طور قابل توجهی کارایی سیستم را افزایش می‌دهند.

به ویژه در شارژرهای PD USB و شارژرهای سریع که مدیریت حرارتی بحرانی است، مقاومت حرارتی پایین و ساختار کوچک شاتکی به پراکندگی موثر گرما کمک می‌کند.

III. تبدیل DC-DC و یکسوسازی همگام

دیودهای شاتکی اغلب در یکسوسازی همگام با ماسفت‌ها ترکیب می‌شوند و به عنوان دیودهای آزاد گردان یا مسیرهای جریان معکوس عمل می‌کنند.

در ماژول‌های توان صنعتی مانند شارژرهای نصب شده روی خودرو یا اینورترهای خورشیدی، افت ولتاژ کم آن‌ها به عملکرد بی‌صدا و انطباق با استانداردهای EMC کمک می‌کند.

IV. حفاظت معکوس و سرکوب ولتاژ گذرا

به دلیل سرعت سوئیچینگ بالا و افت ولتاژ کم، دیودهای شاتکی برای حفاظت در برابر باتری معکوس و مهار ولتاژهای القایی گذرا مناسب هستند.

در دو سر بارهای القایی یا باتری‌ها متصل می‌شوند، به سرعت هدایت می‌کنند و ولتاژهای معکوس را پراکنده می‌کنند و کنترل‌کننده‌های اصلی را محافظت می‌نمایند.

V. تحول فناوری: ادغام با دستگاه‌های GaN و SiC

در حالی که دستگاه‌های GaN و SiC در حوزه‌های ولتاژ بالا در حال پیشرفت هستند، دیودهای شاتکی به دلیل مقرون به صرفه بودن و عملکرد، اهمیت خود را در بازار بخش‌های ولتاژ پایین حفظ کرده‌اند.

جهت‌گیری‌های آینده شامل ادغام در ماژول‌های با چگالی بالا، توسعه ساختارهای شاتکی دوطرفه و آرایه‌های دیود با نشت بسیار کم است.

دیود شاتکی | یکسوسازی فرکانس بالا | بهبود بازدهی منبع تغذیه