Kako lahko diode izboljšajo stroškovno-učinkovitost komunikacijske opreme?

1, Materialna revolucija: preoblikovanje meril energetske učinkovitosti z napravami s široko pasovno vrzeljo
Omejitve zmogljivosti tradicionalnih -diod na osnovi silicija v visokonapetostnih, visokofrekvenčnih in visokotemperaturnih scenarijih so v celoti prepisane z materiali s široko pasovno vrzeljo, kot sta silicijev karbid (SiC) in galijev nitrid (GaN). Če za primer vzamemo napajalni modul baznih postaj 5G, z zamenjavo tradicionalnih silicijevih usmerniških diod s SiC Schottky diodami se padec napetosti naprej zmanjša z 0,7 V na 0,3 V, izguba enojne cevi pa se zmanjša za 4 W pri toku 10 A. V kombinaciji s sinhrono rektifikacijsko tehnologijo lahko energetska učinkovitost preseže 96 %. Glede na dejanske testne podatke določenega operaterja lahko uporaba SiC diod v določenem komunikacijskem napajalniku 48 V/12 V prihrani več kot 120.000 juanov pri letnih računih za elektriko. Hkrati se zaradi znižanja temperature spoja za 40 stopinj življenjska doba modula podaljša za trikrat, stroški vzdrževanja pa se zmanjšajo za 60 %.
Na področju RF sprednjega-enda integracijska shema GaN tranzistorja z visoko mobilnostjo elektronov (HEMT) in Schottkyjeve diode omogoča, da antena s faznim nizom 5G milimetrskih valov doseže povečanje izhodne moči za 10 dBm v frekvenčnem pasu 24-48 GHz, medtem ko nadzira stopnjo šuma znotraj 3,5 dB. Po sprejetju te tehnologije v določenem tipu bazne postaje 64T64R Massive MIMO se radij pokritosti poveča za 15 %, uporabniška zmogljivost posamezne bazne postaje se poveča za 40 %, stroški modula RF pa se povečajo samo za 8 %, kar dokazuje pomembne prednosti stroškovne učinkovitosti.
2, Rekonstrukcija vezja: preboj v tehnologiji sinhronega popravljanja in inteligentne kompenzacije
Izguba fiksnega padca napetosti tradicionalnih diodnih usmerniških tokokrogov se spreminja s tehnologijo sinhronega usmerjanja. Z zamenjavo diod z MOSFET-ji in z njihovo kombinacijo s čipi gonilnikov s prilagodljivimi vrati lahko dinamično prilagajanje upora<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.
V scenariju fotoelektrične pretvorbe je problem temperaturnega premika zaradi padca napetosti diode odpravljen z inteligentnim kompenzacijskim omrežjem. Določen tip podmorskega repetitorja z optičnimi vlakni sprejme temperaturni senzor AT40QL022 in mrežo uporov delilnika napetosti, zaradi česar prednapetost fotodiode (PD) niha<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, Sistemsko sodelovanje: porazdeljena arhitektura in digitalna dvojna optimizacija
Napajalni sistem velikih podatkovnih centrov se razvija iz centralizirane v porazdeljeno arhitekturo. Vodilo 48 V DC je zasnovano v povezavi s porazdeljenimi napajalnimi moduli (PSU), da usmerjevalno povezavo približa točki obremenitve. Po sprejetju te arhitekture je določena vrsta superračunalniškega centra zmanjšala-izgube pri prenosu na dolge{3}}razdalje za 75 % in dosegla skupno energijsko učinkovitost 94,2 % s sinhrono rektifikacijsko napajalno enoto, kar je 7 odstotnih točk več od tradicionalne arhitekture 400 V AC. Bolj omembe vredno je, da porazdeljena arhitektura omogoča neodvisno zamenjavo modulov PSU, kar skrajša čas vzdrževanja z ur na minute in prihrani več kot 2 milijona juanov pri letnih stroških vzdrževanja.
Digitalna tehnologija dvojčkov preoblikuje postopek izbire diod. Simulacijska platforma ADI LTspice v kombinaciji z algoritmom nevronske mreže LSTM lahko predvidi porazdelitev izgub diod v različnih pogojih delovanja. Napajalna zasnova določene vrste bazne postaje 5G optimizira izbiro naprave s to tehnologijo, kar zmanjša skupne izgube za 18 % in stroške vzdrževanja za 40 % v 10-letni življenjski dobi. Na področju fotonapetostnih pretvornikov je tehnologija digitalnih dvojčkov skrajšala cikel optimizacije parametrov diodnega RC absorpcijskega omrežja iz tednov v ure in izboljšala učinkovitost razvoja za 80 %.