Na koja pitanja diode treba obratiti pažnju u PCB rasporedu energetske opreme?

一, Upravljanje toplinom: od puta rasipanje topline do kontrole toplinskog otpora
1. Optimizacija puta odvođenja topline
Može premašiti nazivnu vrijednost (kao što je 125 stepeni za silikonske{1}}diode i 175 stepeni za SiC diode), što rezultira termičkim slomom ili pomakom parametara.
Proračun površine bakrene kože: 8-10 mm² bakrene površine je potrebno za svaki 1W potrošnju energije. Na primjer, određena ispravljačka dioda od 10 A zahtijeva najmanje 400 mm² bakrene kože uz potrošnju energije od 50 W, ali u stvarnom dizajnu, samo 2 mm² bakrene kože je zadržano, što rezultira temperaturom spoja od 150 stupnjeva i uzrokuje kvar serije.
Određeni fotonaponski inverter smanjio je temperaturu spoja SiC dioda sa 120 stepeni na 95 stepeni povećanjem gustine povezivanja.
Heat dissipation fins and thermal conductive materials: High power scenarios (such as>50W) zahtijevaju upotrebu rebara za rasipanje topline, a toplotno provodljivi silikon (termička otpornost 0,1-0,5 stepeni/W) se koristi za smanjenje kontaktne toplotne otpornosti. Određena stanica za punjenje električnih vozila ima shemu vodeno hlađene ploče + toplotno vodljive silikonske masti, što povećava gustinu snage na 5kW/L.
2 Hot Layout principa
Dizajn zračnog kanala: grijaći elementi (kao što su diode i MOSFET-ovi) treba da budu raspoređeni u poređanju duž smjera strujanja zraka kako bi se izbjeglo da visoke komponente (kao što su induktori) blokiraju zračni kanal. Određeno industrijsko napajanje doživjelo je lokalni porast temperature od 20 stupnjeva zbog transformatora koji je blokirao zračni kanal.
Raspored pregrada: Uređaji se dijele prema njihovoj proizvodnji topline. Komponente sa slabom otpornošću na toplotu (kao što su elektrolitički kondenzatori) postavljaju se uzvodno od protoka vazduha za hlađenje, dok su komponente koje proizvode visoku toplotu (kao što su energetske diode) postavljene nizvodno. Napajanje određenog servera je dizajnirano sa pregradnjom kako bi se smanjio ukupni porast temperature za 15 stepeni.
Zaštita uređaja osjetljivog na toplinu: Kristalni oscilatori sa nižim temperaturnim specifikacijama trebaju se postaviti na ulaz zraka ili na dno opreme, izbjegavajući postavljanje direktno iznad uređaja za grijanje.
2, Elektromagnetska kompatibilnost (EMC): Parazitska kontrola parametara i izolacija signala
Formiranje LC oscilacija i generisanje vršnog napona. Na primjer, u određenom projektu adaptera, razmak između diode i filterskog kondenzatora bio je 50 mm, a izmjereni reverzni vršni napon dostigao je 600 V (izdržljivi napon diode je bio 400 V), što je rezultiralo kvarom serije.
Kompaktan raspored: Dioda treba da bude u blizini ispravljačkog mosta ili terminala za opterećenje, a dužina kabla treba da se kontroliše unutar 5 mm; Filterski kondenzatori su raspoređeni u blizini kako bi formirali kompaktno kolo "diodnog kondenzatora". Određeno komunikacijsko napajanje smanjilo je obrnuti vršni napon sa 600V na 380V skraćivanjem puta.
Raspored kondenzatora za razdvajanje: Kondenzatori za filtriranje šuma visoke frekvencije (kao što je 0,1 μ F X7R MLCC) treba postaviti blizu VIN pina diode, sa razmakom ožičenja manjim ili jednakim 1 mm, kako bi se izbjegao šum. Određeni DC-DC pretvarač optimizirao je raspored kondenzatora za razdvajanje kako bi smanjio talasanje izlaza sa 200mV na 50mV.
Izolacija signala i uzemljenje
Uzemljenje u jednoj tački: strujni i kontrolni krug su odvojeni i usvajaju metodu uzemljenja u jednoj tački. Na primjer, okolne komponente primarnog PWM upravljačkog sklopa su uzemljene na IC masu, a zatim spojene na masu velikog kondenzatora; Komponente oko sekundarnog TL431 su uzemljene na njegov 3. pin, a zatim spojene na masu izlaznog kondenzatora. Određeno industrijsko napajanje povećalo je brzinu prolaska EMI testa sa 60% na 95% kroz uzemljenje u jednoj tački.
Mala izolacija signalnog ožičenja: Ključne signalne linije (kao što su strujne linije za uzorkovanje, vodove povratne sprege optokaplera) treba držati podalje od ožičenja velike struje (razmak veći od ili jednak 2 mm) kako bi se izbjeglo paralelno ožičenje. Stopa kontrolnog lažnog okidanja određenog pokretača motora povećala se za 30% zbog toga što je signalna linija paralelna sa strujnom linijom.
3, Optimizacija procesa: Dizajn jastučića i kontrola zavarivanja
1. Specifikacija dizajna jastučića za lemljenje
Podudaranje veličine: Dizajnirajte jastučiće za lemljenje strogo prema uputstvu za pakovanje. Na primjer, dužina jastučića za lemljenje paketa DO-214AC treba biti 6,5 ± 0,5 mm. Ako je dizajniran na 5 mm, to će rezultirati virtualnim lemljenjem. Zbog neodgovarajuće veličine jastučića, virtualna stopa lemljenja dioda u određenoj proizvodnoj liniji potrošačke elektronike dosegla je 15%.
Identifikacija polariteta: Polarizovane diode (kao što su Schottky diode) moraju biti označene anodom (A) i katodom (K) na PCB-u kako bi se izbjeglo obrnuto povezivanje. Određeni fotonaponski pretvarač je izgorio zbog obrnutog povezivanja dioda, što je rezultiralo gubitkom od preko 500000 juana.
2 Kontrola procesa zavarivanja
Reflow soldering temperature curve: peak temperature controlled at 240 ± 5 ℃, holding time 30-60 seconds. Excessive temperature (>260 stepeni) može izazvati 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 za lemljenje talasom: Dubina uranjanja pinova u lem je 1/2-2/3 dužine. Zbog nedovoljnog potapanja kalaja, pinovi određenog modula napajanja su se odlijepili od PCB-a, što je rezultiralo povećanjem stope popravke za 20%.
4, Sigurnosni propisi: Električni razmak i dizajn zaštite
1. Električni razmak i puzna staza
Standardni zahtjevi: Kada je ulazni napon 50V-250V, puzna staza L-N ispred osigurača treba biti veća ili jednaka 2,5 mm, a električni razmak treba biti veći ili jednak 1,7 mm; razmak između primarne i sekundarne strane treba biti veći ili jednak 6,4 mm. Zbog nedovoljnog razmaka, medicinsko napajanje dovelo je do sudara visokonaponske i niskonaponske strane, što je rezultiralo sigurnosnom nesrećom.
Izolacija proreza: Ako je razmak između krakova komponente manji ili jednak 6,4 mm, potrebno je urezivanje (širina veća od ili jednaka 1 mm) da bi se poboljšala izolacija. Određeni industrijski kontroler je povećao brzinu prolaza testiranja otpornosti na napon sa 70% na 100% kroz dizajn utora.
2 Dizajn zaštite

ESD zaštita: Dodajte zaštitni prsten za uzemljenje (širine veće ili jednake 0,5 mm) u blizini diodne pine i koristite anti-statičku narukvicu i radni sto tokom montaže. Zbog nepostojanja anti-statičkih mjera u određenoj proizvodnoj liniji potrošačke elektronike, stopa kvarova korisnika dioda porasla je sa 2% na 15%.
Zaštita od prenapona: Reverzna otporna vrijednost napona bi trebala biti 1,5-2 puta veća od stvarnog maksimalnog reverznog napona i treba dodati RC apsorpciono kolo (otpor od 100 Ω -1k Ω, kapacitivnost od 0,1-0,47 μF). Određeni krug ispravljača od 220V AC koristi diode otporne na napon od 300V, a kada napon mreže oscilira na 240V, obrnuti napon dostigne 340V, što rezultira kvarom serije.