Na katera vprašanja morajo biti diode pozorne pri postavitvi PCB energetske opreme?

一, Toplotno upravljanje: od poti odvajanja toplote do nadzora toplotnega upora
1. Optimizacija poti odvajanja toplote
Lahko preseže nazivno vrednost (kot je 125 stopinj za diode na osnovi silicija-in 175 stopinj za SiC diode), kar povzroči toplotno okvaro ali zamik parametrov.
Izračun površine bakrene prevleke: 8–10 mm² je potrebno odvajanje toplote bakrene prevleke za vsak 1 W porabe energije. Na primer, določena usmerniška dioda 10 A zahteva vsaj 400 mm² bakrene obloge pri porabi energije 50 W, vendar se v dejanski zasnovi ohrani le 2 mm² bakrene obloge, kar ima za posledico temperaturo spoja 150 stopinj in povzroči okvaro serije.
Določen fotovoltaični pretvornik je znižal temperaturo spoja SiC diod s 120 stopinj na 95 stopinj s povečanjem gostote prehoda.
Heat dissipation fins and thermal conductive materials: High power scenarios (such as>50 W) zahtevajo uporabo reber za odvajanje toplote, toplotno prevodni silikon (toplotna upornost 0,1-0,5 stopinje /W) pa se uporablja za zmanjšanje kontaktne toplotne upornosti. Določena polnilna postaja za električna vozila uporablja vodno hlajeno ploščo + toplotno prevodno silikonsko mast, ki poveča gostoto moči na 5 kW/L.
2 Načela vroče postavitve
Zasnova zračnega kanala: grelni elementi (kot so diode in MOSFET-ji) morajo biti razporejeni v zamaknjeni smeri vzdolž smeri zračnega toka, da preprečite, da bi visoki deli (kot so induktorji) blokirali zračni kanal. Določen industrijski napajalnik je doživel lokalno povišanje temperature za 20 stopinj zaradi transformatorja, ki je blokiral zračni kanal.
Razporeditev pregrad: Naprave so razdeljene glede na proizvodnjo toplote. Komponente s slabo toplotno odpornostjo (kot so elektrolitski kondenzatorji) so nameščene pred tokom hladilnega zraka, medtem ko so komponente, ki proizvajajo veliko toplote (kot so močnostne diode), nameščene nizvodno. Napajanje določenega strežnika je bilo zasnovano s particijami za zmanjšanje splošnega dviga temperature za 15 stopinj.
Zaščita naprave, občutljive na toploto: Kristalne oscilatorje z nižjimi temperaturnimi specifikacijami je treba namestiti na dovod zraka ali na dno opreme, pri čemer se izogibajte namestitvi neposredno nad grelno napravo.
2, Elektromagnetna združljivost (EMC): parazitski nadzor parametrov in izolacija signala
Oblikovanje LC oscilacije in generiranje vršne napetosti. Na primer, v določenem projektu adapterja je bila razdalja med diodo in filtrirnim kondenzatorjem 50 mm, izmerjena povratna najvišja napetost pa je dosegla 600 V (vzdržna napetost diode je bila 400 V), kar je povzročilo okvaro serije.
Kompaktna postavitev: dioda mora biti v bližini usmerniškega mostu ali bremenskega priključka, dolžina kabla pa mora biti nadzorovana znotraj 5 mm; Filtrirni kondenzatorji so razporejeni v bližini in tvorijo kompaktno vezje "diodnega kondenzatorja". Določeno komunikacijsko napajanje je s skrajšanjem poti zmanjšalo povratno vršno napetost s 600 V na 380 V.
Postavitev ločilnega kondenzatorja: Kondenzatorje za filtriranje visokofrekvenčnega hrupa (kot je 0,1 μ F X7R MLCC) je treba namestiti blizu zatiča VIN diode, pri čemer je razdalja ožičenja manjša ali enaka 1 mm, da se izognete šumu. Določen pretvornik DC-DC je optimiziral postavitev ločilnega kondenzatorja za zmanjšanje izhodnega valovanja z 200 mV na 50 mV.
Izolacija in ozemljitev signala
Enotočkovna ozemljitev: napajalni in krmilni tokokrog sta ločena in uporabljata enotočkovno ozemljitev. Na primer, okoliške komponente primarnega krmilnega IC PWM so ozemljene na ozemljitev IC in nato priključene na maso velikega kondenzatorja; Komponente okoli sekundarja TL431 so ozemljene na njegov 3. kontakt in nato povezane z ozemljitvijo izhodnega kondenzatorja. Določen industrijski napajalnik je z enotočkovno ozemljitvijo povečal stopnjo uspešnosti preskusa EMI s 60 % na 95 %.
Izolacija ožičenja majhnega signala: ključne signalne linije (kot so napeljave za vzorčenje toka, povratne linije optičnega sklopnika) morajo biti oddaljene od ožičenja z visokim tokom (razmik večji ali enak 2 mm), da se izognete vzporednemu ožičenju. Stopnja napačnega sproženja krmiljenja določenega gonilnika motorja se je povečala za 30 %, ker je signalna linija vzporedna z električnim vodom.
3, Optimizacija procesa: Oblikovanje blazinic in nadzor varjenja
1. Specifikacija zasnove za spajkalne blazinice
Ujemanje velikosti: Oblikujte spajkalne blazinice strogo v skladu s priročnikom za pakiranje. Na primer, dolžina paketne spajkalne plošče DO-214AC mora biti 6,5 ± 0,5 mm. Če je zasnovan za 5 mm, bo povzročil navidezno spajkanje. Zaradi neustrezne velikosti blazinice je navidezna stopnja spajkanja diod v določeni proizvodni liniji zabavne elektronike dosegla 15 %.
Identifikacija polarnosti: Polarizirane diode (kot so Schottky diode) morajo biti označene z anodo (A) in katodo (K) na tiskanem vezju, da preprečite povratno povezavo. Določen fotonapetostni pretvornik je pregorel zaradi vzvratne povezave diod, kar je povzročilo izgubo v višini več kot 500.000 juanov.
2 Nadzor varilnega procesa
Reflow soldering temperature curve: peak temperature controlled at 240 ± 5 ℃, holding time 30-60 seconds. Excessive temperature (>260 stopinj) lahko povzroči oksidacijo diodnih čipov, medtem ko nezadostna temperatura (<220 ℃) can trigger cold soldering. Due to uncontrolled reflow soldering temperature in a certain automotive electronics production line, the yield of diode soldering decreased from 99% to 85%.
Globina potopitve valovnega spajkanja: Globina potopitve zatičev v spajko je 1/2-2/3 dolžine. Zaradi nezadostne potopitve kositra so se zatiči določenega napajalnega modula odlepili od tiskanega vezja, kar je povzročilo 20-odstotno povečanje stopnje popravil.
4, Varnostni predpisi: Električni odmik in zaščita
1. Električna zračnost in plazilna pot
Standardne zahteve: Ko je vhodna napetost 50V-250V, mora biti plazilna razdalja L-N pred varovalko večja ali enaka 2,5 mm, električna zračnost pa mora biti večja ali enaka 1,7 mm; razdalja med primarno in sekundarno stranjo mora biti večja ali enaka 6,4 mm. Zaradi nezadostne oddaljenosti je medicinski napajalnik povzročil-trčenje visokonapetostne in nizkonapetostne strani, kar je povzročilo varnostno nesrečo.
Izolacija rež: Če je razdalja med krakoma komponente manjša ali enaka 6,4 mm, so za izboljšanje izolacije potrebne reže (širina večja ali enaka 1 mm). Določen industrijski krmilnik je z zasnovo reže povečal prehodnost testiranja napetostne odpornosti s 70 % na 100 %.
2 Zasnova zaščite

ESD zaščita: dodajte ozemljitveni zaščitni obroč (širine, večje od ali enake 0,5 mm) blizu diodnega zatiča in med sestavljanjem uporabite anti-zapestnico in delovno mizo. Zaradi pomanjkanja proti-statičnih ukrepov v določeni proizvodni liniji zabavne elektronike se je stopnja napak pri uporabnikih diod povečala z 2 % na 15 %.
Prenapetostna zaščita: Vrednost vzvratne vzdržljive napetosti mora biti 1,5–2-krat večja od dejanske največje povratne napetosti in dodati je treba RC absorpcijsko vezje (upornost 100 Ω -1k Ω, kapacitivnost 0,1–0,47 μF). Določeno 220 V AC usmerniško vezje uporablja 300 V napetostno odporne diode, in ko omrežna napetost niha na 240 V, vzvratna napetost doseže 340 V, kar povzroči okvaro serije.