Aké sú dôsledky nepridávania diód do komunikačných obvodov?

1, Zlyhanie ochrany obvodov: duálna hrozba spätného napätia a nadprúdového nárazu
Induktívne zaťaženia (ako sú relé cievky a induktory) a kapacitné zaťaženie (ako napríklad filtračné kondenzátory) sú široko prítomné v komunikačných zariadeniach, ktoré môžu generovať reverznú elektromotívnu silu alebo prepätný prúd počas prepínača alebo prechody napájania. Diódy môžu účinne potláčať takéto dopady prostredníctvom funkcií, ako je voľné napätie a upínanie, pričom vynechanie diód bude priamo viesť k nasledujúcim dôsledkom:
Rozklad tranzistora a skrátená relé životnosť
V obvode relé, keď tranzistor prepne z vedenia na medznú hodnotu, náhla zmena prúdu v cievke vygeneruje reverznú elektromotívnu silu, ktorej maximálna hodnota môže niekoľkokrát dosiahnuť napájacie napätie napájania. Ak dióda na voľné napätie nie je paralelne pripojená, toto spätné napätie sa bude priamo aplikovať medzi emitorom zberateľa (C - e) tranzistora, čo spôsobí rozpad križovatky PN. Napríklad napájací modul základnej stanice 5G vynechal voľnú diódu, čo viedlo k zvýšeniu rýchlosti zlyhania hnacieho tranzistora po časovom prepínaní relé o 300%, čo priamo spôsobilo vypnutie základnej stanice. Okrem toho môže reverzná elektromotívna sila urýchliť oxidáciu reléových kontaktov, čo spôsobí, že ich životnosť klesá z 100 000 cyklov na menej ako 10000 cyklov.
Vyhorenie na úrovni systému spôsobené reverzným pripojením napájania
Komunikačné vybavenie je zvyčajne poháňané napájaním jednosmerného prúdu. Ak je polarita napájania zvrátená, spätný prúd bude priamo prúdiť citlivými komponentmi, ako sú prevádzkové zosilňovače a čipy ADC. Pripojením Schottskej diódy (ako je 1N5819) v sérii s pozitívnym pólom napájacieho zdroja je možné anti reverznú ochranu dosiahnuť využitím nízkeho poklesu napätia vpred o 0,3 V. Ak je dióda vynechaná, reverzný prúd môže vyhorieť čip riadenia napájania, čo má za následok vyradenie celej dosky. Prepínač dátového centra utrpel stratu viac ako 2 milióny juanov v dôsledku chýbajúcej anti spätnej diódy v zdroji napájania, ktorá bola počas údržby omylom spojená s napájaním.
Vedenie a rušenie rázového napätia
Kondenzátory v komunikačných obvodoch môžu počas nabíjania generovať prechodné vysoké prúdy. Ak nie sú upnuté diódami (napríklad diódy TVS), prepätné napätie sa môžu prenášať do iných modulov prostredníctvom signálnych línií alebo interferovať so susednými obvodmi priestorovým žiarením. Napríklad satelitný komunikačný terminál vynechal na ochranu proti ochrane ESD, ktorá spôsobila poškodenie prednej RF prednej - koncový čip v dôsledku elektrostatického výboja počas búrok počasie s opravným cyklom až 3 mesiace.
2, skreslenie spracovania signálu: Rozdelenie výkonu vysokej - frekvenčných a modulačných obvodov
Základnou funkciou komunikačných obvodov je prenos a spracovanie signálu a diódy hrajú kľúčovú úlohu pri miešaní, obmedzení a detekcii. Vynechanie diód bude priamo viesť k zníženiu kvality signálu a môže dokonca znemožniť základné komunikačné funkcie.
Porucha mixéra a aliasing spektra
V komunikácii 5G milimetrovej vlny mixér zmieša prijatý signál 28 GHz s miestnym oscilátorovým signálom (26 GHz) prostredníctvom nelineárnych charakteristík Schottkových diód, aby sa vytvoril medziprodukčný frekvenčný signál 2 GHz. Ak je zmiešavacia dióda vynechaná, frekvenčný signál s vysokým - nebude schopný previesť dole, čo vedie k tomu, že čip spracovania základného pásma nie je schopný analyzovať údaje. Počas testovania prototypového systému 6G sa chybovosť systému prudko zvýšila z 10 ⁻⁶ na 10 ⁻ ² v dôsledku virtuálneho spájkovania mixovacej diódy, čo malo za následok úplnú stratu komunikačnej schopnosti.
Nedostatok ochrany obmedzenia amplitúdy a saturácie prijímača
The communication receiver needs to use a PIN diode limiter to limit the amplitude of strong interference signals within a safe range (such as dynamic range>40 dB). Ak je obmedzovač vynechaný, silné interferenčné signály môžu spôsobiť, že zosilňovač s nízkym hlukom (LNA) vstúpi do nelineárnej oblasti, čo vedie k deformácii medzimodulácie. Napríklad, keď radar milimetrovej vlny určitého vozidla nemá ochranu proti obmedzujúcej diódy, chyba detekcie sa zvýši z 0,5 metra na 5 metrov tvárou v tvár silným signálom odrážaným susednými nákladnými automobilmi, čo vážne ohrozuje bezpečnosť jazdy.
Zlyhanie detekcie a strata signálu
V komunikácii s amplitúdou (AM) sa detektorová dióda (napríklad 1N4148) používa na extrahovanie zvukových signálov z vysokých - frekvenčných nosičov. Ak je detekčná dióda vynechaná, prijímací koniec nebude schopný obnoviť hlasový alebo dátový signál. Počas výrobného testovania určitej vysielačky vysielajú 10% produktov zažilo poruchu „signálu, ale bez zvuku“ v dôsledku nesprávneho detekčného modelu diód, čo viedlo k strate vyvolania 500 000 juanov.
3, porucha riadenia energie: pokles efektívnosti a riziko tepelného úteku
Komunikačné vybavenie vyžaduje extrémne vysokú výkonovú účinnosť a stabilitu a diódy hrajú hlavnú úlohu pri rektifikácii, regulácii napätia, synchrónnej rektifikácii a ďalších procesoch. Vynechanie diód povedie k zníženiu energetickej účinnosti, zvýšeniu tvorby tepla a dokonca k riziku požiaru.
Náhly pokles účinnosti rektifikácie a výrazné zvýšenie spotreby energie
Pri prepínaní napájacích zdrojov sa Schottky diódy široko používajú v synchrónnych rektifikačných obvodoch kvôli ich nízkemu poklesu napätia vpred (0,2-0,3V) a rýchlymi charakteristikami regenerácie. Ak sa namiesto toho použijú bežné diódy, strata usmerňovania sa zvýši o 3-5 krát. Napríklad, ak je Schottky Dióda vynechaná z výkonového modulu určitej 5G základnej stanice, účinnosť sa zníži z 92% na 85% a ročná dodatočná spotreba energie prekročí 10000 kWh, čím sa zvýši emisie uhlíka o 8 ton.
Kolaps obvodu regulátora napätia a kolísania napätia
Zenerové diódy (napríklad 1N4733A) poskytujú stabilný referenčný napätie pre komunikačné obvody prostredníctvom ich charakteristík spätného rozkladu. Ak je dióda regulátora napätia vynechaná, kolísanie napájacieho napätia môže prekročiť rozsah tolerancie čipu (ako je ± 5%), čo vedie k logickému zámene v digitálnych obvodoch alebo k zhoršeniu pomeru signálu - k {{5} šumu v analógových obvodoch. V systéme UPS v dátovom centre, v dôsledku nesprávneho výberu diód regulátora napätia, časté reštartovania skladovacieho poľa spôsobené kolísaním napätia významne zvýšilo riziko straty údajov.
Nedostatok synchrónnej rektifikácie a tepelného úteku
Pri vysokom - frekvenčných prepínaní napájacích zdrojov môže synchrónna rektifikačná technológia znížiť straty rektifikácie o 90% nahradením diód MOSFETS. Ak sa však Schottky Dióda v synchrónnom rektifikačnom obvode vynecháva ako záloha, akonáhle zlyhá vodič MOSFET, napájací zdroj sa zahreje a vyhorí kvôli poklesu diódy vysokého napätia. V teste napájania určitej komunikačnej základnej stanice, v dôsledku vynechania záložnej diódy, začal výkonový modul fajčiť a zachytiť paľbu do 10 sekúnd po poruche MOSFET.
4, Podpora priemyselného prípadu a údajov: Náklady na vynechanie diód
Porucha výkonového modulu 5G základnej stanice
Určitý výrobca zariadení vynechal diódy na voľné napätie a výkonné diódy na základe konštrukcie napájania základnej stanice 5G na zníženie nákladov. Výsledkom je:
Miera poruchy tranzistorov riadených relé sa zvýšila o 300%;
Celá rýchlosť spaľovania dosky pri nehodách s reverzným pripojením na výkon dosahuje 100%;
Ročné náklady na údržbu sa zvýšili o 20 miliónov juanov.
Strata signálu satelitnej komunikácie
Určitá letecká spoločnosť nepoužívala Diódy TVS na ochranu ESD pri navrhovaní satelitných komunikačných terminálov. Pri búrke Testovanie počasia:
50% zariadení má RF Front - Poškodenie koncových čipov;
Cyklus opravy sa predĺži na priemerne 2 mesiace;
Oneskorenie dodania projektu malo za následok stratu viac ako 50 miliónov juanov.
Výkon radaru milimetra vlny pre automobily sa znížil
Určitá automobilová spoločnosť vynechala obmedzovač diód PIN v skorom návrhu radaru milimetra vlny. Skutočné testovanie vozidla ukazuje:
Chyba detekčnej vzdialenosti sa v silných interferenčných scenároch zvýši o 10 -krát;
Miera falošného poplachu sa zvýšila z 0,1% na 5%;
Náklady na odvolanie predstavujú 120 miliónov juanov.