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移动机器人待机电流超标?排查待机电源路径的漏电(二极管)​

文章出处:平尚科技 责任编辑:平尚科技 发表时间:2025-07-31
  

移动机器人待机电流超标?排查待机电源路径的漏电(二极管)


当仓储AGV机器人进入休眠模式时,仅0.5mA的待机电流异常就足以让百台集群的月耗电增加2400度。平尚科技通过热成像与电流谱分析发现:电源路径中二极管的逆向漏电流(IR) 是核心元凶——普通肖特基二极管在85℃高温下IR暴增至1.2mA(25℃时的300倍),而反激电路中的缓冲二极管反向恢复电荷(Qrr)更引发毫秒级漏电脉冲,二者叠加使待机功耗超标3.8倍。




漏电的隐形耗能链

  • 温度-漏电指数律
    普通肖特基二极管的IR遵循公式:,85℃时40V/1A二极管的IR从10μA飙升至1.5mA;

  • Qrr的脉冲污染
    PN结二极管在反压关断时的Qrr达35nC,在100kHz开关频率下产生3.5mA等效直流漏电;

  • 寄生电容耦合
    二极管结电容(Cj)100pF与PCB走线电感形成谐振,辐射能量触发相邻IC误唤醒。




平尚科技的三维破解方案

  1. 碳化硅肖特基二极管

    • 采用4H-SiC材料将势垒高度提升至1.8eV(硅基0.7eV),125℃时IR压制至5μA(硅基>2mA);

    • Qrr降至0.7nC(硅基35nC),消除缓冲电路漏电脉冲;

  2. 沟槽MOS势垒结构

    • 在P-N结间构筑二氧化硅沟槽屏障,使结电容(Cj)压缩至8pF(平面结构100pF),误唤醒风险降低90%;

    • 反向耐压提升至200V(同等尺寸硅管60V);

  3. 智能关断芯片

    • 集成电压检测IC,在待机模式彻底切断二极管供电回路,漏电流归零。




极端场景验证数据
在物流AGV电池管理系统实测:

测试场景常规二极管平尚PS-SBD系列
85℃待机电流3.8mA0.02mA
100kHz开关漏电等效3.5mA0.07mA
误唤醒触发率27次/小时0.2次/小时
ESD 15kV击穿率18%0%

机器人低功耗制造体系
平尚科技构建微安级质控:

  • 晶圆级热阻测试
    在125℃恒温探针台扫描每颗二极管的IR分布,剔除异常品;

  • Qrr动态捕获
    通过示波器积分测量纳秒级反向恢复电荷,精度±0.1nC;

  • 三防纳米涂层
    原子层沉积(ALD)5nm氧化铝层,阻隔潮湿环境漏电路径。




当千台仓储AGV在深夜休眠时,平尚科技碳化硅二极管以5μA级漏电守护电池能量,智能关断芯片更将待机电流压至微安水平。通过宽禁带材料、沟槽屏障、智能关断三位一体方案,平尚科技为每台移动机器人年均节省54度电耗,推动物流中心从“能耗黑洞”迈向“近零待机”的绿色纪元。

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