Na koje bi probleme diode trebale obratiti pozornost u PCB rasporedu energetske opreme?

一, Upravljanje toplinom: od putanje rasipanja topline do kontrole toplinskog otpora
1. Optimizacija puta odvođenja topline
Može premašiti nazivnu vrijednost (kao što je 125 stupnjeva za diode na bazi silicija-i 175 stupnjeva za SiC diode), što može dovesti do toplinskog kvara ili pomaka parametara.
Izračun površine bakrenog sloja: 8-10 mm² potrebno je rasipanje topline bakrenog sloja za svakih 1 W potrošnje energije. Na primjer, određena ispravljačka dioda od 10 A zahtijeva najmanje 400 mm² bakrene opne pri potrošnji energije od 50 W, ali u stvarnom dizajnu, samo 2 mm² bakrene opne je zadržano, što rezultira temperaturom spoja od 150 stupnjeva i uzrokuje grešku serije.
Određeni fotonaponski pretvarač smanjio je temperaturu spoja SiC dioda sa 120 stupnjeva na 95 stupnjeva povećanjem gustoće spojeva.
Heat dissipation fins and thermal conductive materials: High power scenarios (such as>50W) zahtijevaju upotrebu rebara za raspršivanje topline, a toplinski vodljivi silikon (toplinski otpor 0,1-0,5 stupnjeva /W) koristi se za smanjenje kontaktnog toplinskog otpora. Određena stanica za punjenje električnih vozila koristi shemu vodeno hlađene ploče + toplinski vodljive silikonske masti, što povećava gustoću snage na 5 kW/L.
2 vruća načela izgleda
Dizajn zračnog kanala: Grijaći elementi (kao što su diode i MOSFET-ovi) trebaju biti raspoređeni na raspoređeni način duž smjera strujanja zraka kako bi se izbjeglo da visoke komponente (kao što su induktori) blokiraju zračni kanal. Određeno industrijsko napajanje doživjelo je lokalno povećanje temperature od 20 stupnjeva zbog transformatora koji je blokirao zračni kanal.
Raspored pregrada: Uređaji se dijele prema proizvodnji topline. Komponente sa slabom toplinskom otpornošću (kao što su elektrolitski kondenzatori) postavljene su uzvodno od protoka rashladnog zraka, dok su komponente koje generiraju veliku toplinu (kao što su energetske diode) postavljene nizvodno. Napajanje određenog poslužitelja dizajnirano je s pregradama kako bi se smanjio ukupni porast temperature za 15 stupnjeva.
Zaštita uređaja osjetljivog na toplinu: Kristalne oscilatore s nižim temperaturnim specifikacijama treba postaviti na ulaz zraka ili na dno opreme, izbjegavajući postavljanje izravno iznad uređaja za grijanje.
2, Elektromagnetska kompatibilnost (EMC): kontrola parazitskih parametara i izolacija signala
Formiranje LC oscilacija i generiranje vršnog napona. Na primjer, u određenom projektu adaptera, udaljenost između diode i kondenzatora za filtriranje bila je 50 mm, a izmjereni reverzni vršni napon dosegnuo je 600 V (podnosivi napon diode bio je 400 V), što je rezultiralo kvarom serije.
Kompaktan raspored: dioda bi trebala biti u blizini ispravljačkog mosta ili priključka opterećenja, a duljina voda trebala bi se kontrolirati unutar 5 mm; Kondenzatori filtera raspoređeni su u blizini kako bi formirali kompaktni krug "diodnog kondenzatora". Određeno komunikacijsko napajanje smanjilo je reverzni vršni napon sa 600V na 380V skraćivanjem puta.
Raspored kondenzatora za razdvajanje: Kondenzatori za filtriranje visokofrekventnog šuma (kao što je 0,1 μ F X7R MLCC) trebaju biti postavljeni blizu VIN pina diode, s udaljenošću ožičenja manjom od ili jednakom 1 mm, kako bi se izbjegla buka. Određeni DC-DC pretvarač optimizirao je raspored kondenzatora za odvajanje kako bi smanjio valovitost izlaza s 200 mV na 50 mV.
Izolacija signala i uzemljenje
Uzemljenje u jednoj točki: Krug napajanja i upravljački krug su odvojeni i koriste metodu uzemljenja u jednoj točki. Na primjer, okolne komponente primarne PWM kontrole IC uzemljene su na masu IC, a zatim spojene na masu velikog kondenzatora; Komponente oko sekundara TL431 su uzemljene na njegov 3. pin i zatim spojene na masu izlaznog kondenzatora. Određeno industrijsko napajanje povećalo je svoju stopu prolaznosti EMI testa sa 60% na 95% putem uzemljenja u jednoj točki.
Izolacija ožičenja malih signala: Vodovi ključnih signala (kao što su vodovi za uzorkovanje struje, povratni vodovi optokaplera) trebaju se držati podalje od ožičenja velike struje (razmak veći od ili jednak 2 mm) kako bi se izbjeglo paralelno ožičenje. Kontrolna stopa lažnog okidanja određenog pokretača motora povećala se za 30% zbog toga što je signalna linija bila paralelna s električnom linijom.
3, Optimizacija procesa: Dizajn podloge i kontrola zavarivanja
1. Specifikacija dizajna za lemne podloge
Usklađivanje veličine: Dizajnirajte jastučiće za lemljenje strogo u skladu s priručnikom za pakiranje. Na primjer, duljina lemne ploče paketa DO-214AC trebala bi biti 6,5 ± 0,5 mm. Ako je dizajniran da bude 5 mm, rezultirat će virtualnim lemljenjem. Zbog neodgovarajuće veličine jastučića, virtualna stopa lemljenja dioda u određenoj proizvodnoj liniji potrošačke elektronike dosegla je 15%.
Identifikacija polariteta: Polarizirane diode (kao što su Schottky diode) moraju biti označene anodom (A) i katodom (K) na PCB-u kako bi se izbjeglo obrnuto spajanje. Određeni fotonaponski pretvarač je pregorio zbog obrnutog spoja dioda, što je rezultiralo gubitkom od preko 500 000 juana.
2 Kontrola procesa zavarivanja
Reflow soldering temperature curve: peak temperature controlled at 240 ± 5 ℃, holding time 30-60 seconds. Excessive temperature (>260 stupnjeva ) može uzrokovati oksidaciju diodnih čipova, dok nedovoljna 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%.
Dubina uranjanja valovitog lemljenja: Dubina uranjanja pinova u lem je 1/2-2/3 duljine. Zbog nedovoljnog uranjanja kositra, pinovi određenog modula napajanja su se odlijepili od PCB-a, što je rezultiralo povećanjem stope popravka od 20%.
4, Sigurnosni propisi: Električni razmak i dizajn zaštite
1. Električni zazor i puzna staza
Standardni zahtjevi: kada je ulazni napon 50V-250V, L-N puzna udaljenost ispred osigurača treba biti veća ili jednaka 2,5 mm, a električni razmak treba biti veći ili jednak 1,7 mm; udaljenost između primarne i sekundarne strane trebala bi biti veća ili jednaka 6,4 mm. Zbog nedovoljnog razmaka, medicinski izvor napajanja prouzročio je sudaranje visoko-naponske strane i niskonaponske strane, što je rezultiralo sigurnosnom nesrećom.
Izolacija utora: Ako je udaljenost između krakova komponente manja ili jednaka 6,4 mm, prorezi (širine veće ili jednake 1 mm) potrebni su za poboljšanje izolacije. Određeni industrijski regulator povećao je prolaznost ispitivanja otpornosti na napon sa 70% na 100% kroz dizajn utora.
2 Projekt zaštite

ESD zaštita: dodajte zaštitni prsten za uzemljenje (širine veće od ili jednake 0,5 mm) u blizini pina diode i koristite anti{1}}statičku narukvicu i radni stol tijekom sastavljanja. Zbog nedostatka anti-statičkih mjera u određenoj proizvodnoj liniji potrošačke elektronike, stopa kvarova korisnika dioda povećala se s 2% na 15%.
Zaštita od prenapona: Vrijednost povratnog otpornog napona trebala bi biti 1,5-2 puta veća od stvarnog maksimalnog povratnog napona i treba dodati RC apsorpcijski krug (otpor od 100 Ω -1k Ω, kapacitet od 0,1-0,47 μF). Određeni strujni krug ispravljača izmjenične struje od 220 V koristi diode otporne na napon od 300 V, a kada mrežni napon fluktuira do 240 V, obrnuti napon doseže 340 V, što rezultira kvarom serije.