In che modo i diodi possono migliorare il rapporto-costo efficace delle apparecchiature di comunicazione?

1, Rivoluzione dei materiali: rimodellare i benchmark di efficienza energetica con dispositivi ad ampio gap di banda
I limiti prestazionali dei tradizionali diodi a base di silicio- negli scenari ad alta tensione, alta frequenza e alta temperatura vengono completamente riscritti da materiali con ampio gap di banda come il carburo di silicio (SiC) e il nitruro di gallio (GaN). Prendendo come esempio il modulo di potenza delle stazioni base 5G, sostituendo i tradizionali diodi raddrizzatori al silicio con diodi Schottky SiC, la caduta di tensione diretta viene ridotta da 0,7 V a 0,3 V e la perdita sul singolo tubo viene ridotta di 4 W a 10 A di corrente. In combinazione con la tecnologia di rettifica sincrona, l'efficienza energetica può superare il 96%. Secondo i dati di test reali di un determinato operatore, l'uso di diodi SiC in un determinato alimentatore di comunicazione da 48 V/12 V può far risparmiare oltre 120.000 yuan sulle bollette elettriche annuali. Allo stesso tempo, grazie ad una diminuzione di 40 gradi della temperatura di giunzione, la durata del modulo viene prolungata di tre volte e i costi di manutenzione vengono ridotti del 60%.
Nel campo del front-end RF-, lo schema di integrazione del transistor ad alta mobilità elettronica (HEMT) GaN e del diodo Schottky consente all'antenna ad array di fasi a onde millimetriche 5G di ottenere un aumento della potenza di uscita di 10 dBm nella banda di frequenza di 24-48 GHz, controllando al tempo stesso la figura di rumore entro 3,5 dB. Dopo aver adottato questa tecnologia in un certo tipo di stazione base Massive MIMO 64T64R, il raggio di copertura viene esteso del 15%, la capacità utente di una singola stazione base aumenta del 40% e il costo del modulo RF aumenta solo dell'8%, dimostrando significativi vantaggi in termini di rapporto costo-efficacia.
2, Ricostruzione del circuito: svolta nella rettifica sincrona e nella tecnologia di compensazione intelligente
La perdita di caduta di tensione fissa dei tradizionali circuiti raddrizzatori a diodi viene annullata dalla tecnologia di rettifica sincrona. Sostituendo i diodi con MOSFET e combinandoli con chip gate driver adattivi, regolazione dinamica della resistenza<5m Ω can be achieved. A certain type of AI server power supply adopts a synchronous rectification scheme controlled by LTC4359, with a voltage drop of only 56mV at 3A current and a full load efficiency of 98.5%, which is 6 percentage points higher than the traditional silicon diode scheme. More importantly, this technology reduces the size of power modules by 40%, creating conditions for increasing the density of data center cabinets. The computing power density of a single cabinet exceeds 50PFLOPS, and the unit computing power consumption is reduced to 0.1W/GFLOPS.
Nello scenario di conversione fotoelettrica, il problema della deriva termica della caduta di tensione del diodo viene eliminato attraverso una rete di compensazione intelligente. Un certo tipo di ripetitore di cavo in fibra ottica sottomarino adotta il sensore di temperatura AT40QL022 e la rete di resistori del partitore di tensione, che fa fluttuare la tensione di polarizzazione del fotodiodo (PD)<0.05V within the temperature range of -40 ℃ to+85 ℃, and improves the stability of the receiving sensitivity by 0.3dB. This improvement extends the repeater spacing from 80km to 100km, reduces the number of repeaters for a single transoceanic fiber optic cable by 20%, and reduces the construction cost by 120 million US dollars per thousand kilometers.
3, Collaborazione di sistema: architettura distribuita e ottimizzazione dei digital twin
Il sistema di alimentazione dei grandi data center si sta evolvendo da un'architettura centralizzata a un'architettura distribuita. Il bus CC da 48 V è progettato insieme ai moduli di alimentazione distribuita (PSU) per avvicinare il collegamento raddrizzato al punto di carico. Dopo aver adottato questa architettura, un certo tipo di centro di supercomputer ha ridotto-le perdite di trasmissione a lunga distanza del 75% e ha raggiunto un'efficienza energetica complessiva del 94,2% con l'alimentatore a raddrizzamento sincrono, ovvero 7 punti percentuali in più rispetto alla tradizionale architettura CA da 400 V. Ancora più degno di nota è che l'architettura distribuita consente la sostituzione indipendente dei moduli PSU, riducendo i tempi di manutenzione da ore a minuti e risparmiando oltre 2 milioni di yuan in costi di manutenzione annuali.
La tecnologia del gemello digitale sta rimodellando il processo di selezione dei diodi. La piattaforma di simulazione ADI LTspice combinata con l'algoritmo di rete neurale LSTM può prevedere la distribuzione delle perdite dei diodi in diverse condizioni operative. La progettazione energetica di un certo tipo di stazione base 5G ottimizza la selezione del dispositivo attraverso questa tecnologia, riducendo le perdite totali del 18% e i costi di manutenzione del 40% su una durata di vita di 10 anni. Nel campo degli inverter fotovoltaici, la tecnologia del gemello digitale ha ridotto il ciclo di ottimizzazione dei parametri della rete di assorbimento dei diodi RC da settimane a ore e ha migliorato l’efficienza di sviluppo dell’80%.