На какви въпроси трябва да обърнат внимание диодите в оформлението на печатни платки на енергийно оборудване?

一, Термично управление: от път на разсейване на топлината до контрол на термичното съпротивление
1. Оптимизиране на пътя на разсейване на топлината
Може да надхвърли номиналната стойност (като 125 градуса за силициеви -диоди и 175 градуса за SiC диоди), което води до термичен пробив или отклонение на параметрите.
Изчисляване на площта на медната обшивка: 8-10 mm² е необходимо разсейване на топлината от медна обвивка за всеки 1 W консумация на енергия. Например, определен 10A изправителен диод изисква най-малко 400 mm² медна обвивка при консумация на енергия от 50 W, но в действителния дизайн се запазват само 2 mm² медна обвивка, което води до температура на свързване от 150 градуса и причинява повреда на партидата.
Определен фотоволтаичен инвертор намали температурата на свързване на SiC диоди от 120 градуса на 95 градуса чрез увеличаване на плътността на отвора.
Heat dissipation fins and thermal conductive materials: High power scenarios (such as>50W) изискват използването на ребра за разсейване на топлината, а топлопроводимият силикон (термично съпротивление 0,1-0,5 градуса /W) се използва за намаляване на контактното термично съпротивление. Определена станция за зареждане на електрически превозни средства приема схема с водно охлаждане на плоча + термопроводима силиконова грес, която увеличава плътността на мощността до 5kW/L.
2 принципа на горещо оформление
Дизайн на въздуховода: Нагревателните елементи (като диоди и MOSFET) трябва да бъдат подредени шахматно по посока на въздушния поток, за да се избегне блокиране на въздуховода от високи компоненти (като индуктори). Определено промишлено захранване претърпя локално повишаване на температурата с 20 градуса поради трансформатор, блокиращ въздуховода.
Подреждане на разделителните тела: Устройствата се разделят според тяхното генериране на топлина. Компоненти с ниска устойчивост на топлина (като електролитни кондензатори) се поставят нагоре по потока на охлаждащия въздушен поток, докато компоненти, генериращи висока топлина (като силови диоди) се поставят надолу по веригата. Захранването на даден сървър е проектирано с разделяне, за да се намали общото повишаване на температурата с 15 градуса.
Термично чувствителна защита на устройството: Кристални осцилатори с по-ниски температурни спецификации трябва да се поставят на входа за въздух или на дъното на оборудването, като се избягва поставянето им директно над нагревателното устройство.
2, Електромагнитна съвместимост (EMC): Паразитен контрол на параметрите и изолиране на сигнала
Формиране на LC трептене и генериране на пиково напрежение. Например, в определен проект за адаптер, разстоянието между диода и филтриращия кондензатор беше 50 mm, а измереното обратно пиково напрежение достигна 600 V (издържаното напрежение на диода беше 400 V), което доведе до повреда на партида.
Компактно оформление: Диодът трябва да е в съседство с токоизправителния мост или товарния терминал, а дължината на проводника трябва да се контролира в рамките на 5 mm; Филтърните кондензатори са подредени наблизо, за да образуват компактна верига "диоден кондензатор". Определено комуникационно захранване намали обратното пиково напрежение от 600V на 380V чрез скъсяване на пътя.
Оформление на отделящия кондензатор: Високочестотните кондензатори за филтриране на шум (като 0,1 μ F X7R MLCC) трябва да се поставят близо до VIN щифта на диода, с разстояние на окабеляване по-малко или равно на 1 mm, за да се избегне чрез шум. Определен DC-DC преобразувател оптимизира разположението на отделящия кондензатор, за да намали пулсациите на изхода от 200mV на 50mV.
Изолиране и заземяване на сигнала
Заземяване в една точка: Силовата верига и веригата за управление са разделени и приемат метод на заземяване в една точка. Например, околните компоненти на първичната ШИМ контролна ИС се заземяват към масата на ИС и след това се свързват към земята на големия кондензатор; Компонентите около вторичния TL431 са заземени към неговия 3-ти щифт и след това са свързани към масата на изходния кондензатор. Определено индустриално захранване е увеличило степента на преминаване на EMI теста от 60% на 95% чрез едноточково заземяване.
Изолиране на окабеляване за малък сигнал: Ключовите сигнални линии (като линии за вземане на проби от ток, линии за обратна връзка на оптрон) трябва да се държат далеч от окабеляване с силен ток (разстояние, по-голямо или равно на 2 mm), за да се избегне паралелно окабеляване. Контролната честота на фалшиво задействане на определен моторен драйвер се увеличи с 30%, поради това, че сигналната линия е успоредна на захранващата линия.
3, Оптимизация на процеса: Дизайн на подложки и контрол на заваряване
1. Спецификация на дизайна за подложки за спояване
Съвпадение на размера: Проектирайте подложките за запояване стриктно според ръководството за опаковане. Например, дължината на подложката за запояване на пакета DO-214AC трябва да бъде 6,5 ± 0,5 mm. Ако е проектиран да бъде 5 mm, това ще доведе до виртуално запояване. Поради неподходящ размер на подложката, виртуалната скорост на запояване на диоди в определена производствена линия за потребителска електроника достигна 15%.
Идентификация на полярността: Поляризираните диоди (като диодите на Шотки) трябва да бъдат етикетирани с анод (A) и катод (K) на печатната платка, за да се избегне обратно свързване. Определен фотоволтаичен инвертор е изгорял поради обратното свързване на диоди, което е довело до загуба от над 500 000 юана.
2 Контрол на процеса на заваряване
Reflow soldering temperature curve: peak temperature controlled at 240 ± 5 ℃, holding time 30-60 seconds. Excessive temperature (>260 градуса ) може да причини окисляване на диодни чипове, докато недостатъчната температура (<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%.
Дълбочина на потапяне при вълново запояване: Дълбочината на потапяне на щифтовете в спойката е 1/2-2/3 от дължината. Поради недостатъчно потапяне в калай, щифтовете на определен захранващ модул се отлепиха от печатната платка, което доведе до 20% увеличение на процента на ремонт.
4, Правила за безопасност: Електрически просвет и защитен дизайн
1. Електрическа хлабина и път на пълзене
Стандартни изисквания: Когато входното напрежение е 50V-250V, разстоянието на утечка L-N пред предпазителя трябва да бъде по-голямо или равно на 2,5 mm, а електрическото разстояние трябва да бъде по-голямо или равно на 1,7 mm; разстоянието между първичната страна и вторичната страна трябва да бъде по-голямо или равно на 6,4 mm. Поради недостатъчно разстояние медицинско захранване е причинило сблъсъка на страната с високо-напрежение и страната с ниско напрежение, което е довело до инцидент, свързан с безопасността.
Изолиране на прорези: Ако разстоянието между краката на компонента е по-малко или равно на 6,4 mm, за подобряване на изолацията се изисква прорез (ширина, по-голяма или равна на 1 mm). Определен промишлен контролер е увеличил скоростта на преминаване на теста за устойчивост на напрежение от 70% на 100% чрез дизайн на слота.
2 Проектиране на защита

ESD защита: Добавете заземяващ защитен пръстен (ширина, по-голяма или равна на 0,5 mm) близо до диодния щифт и използвайте анти{1}}статична гривна и работна маса по време на сглобяването. Поради липсата на анти-статични мерки в определена производствена линия за потребителска електроника, процентът на отказ на потребителите на диоди се е увеличил от 2% на 15%.
Защита от пренапрежение: Стойността на обратното издържано напрежение трябва да бъде 1,5-2 пъти действителното максимално обратно напрежение и трябва да се добави RC абсорбционна верига (съпротивление от 100 Ω -1k Ω, капацитет от 0,1-0,47 μF). Определена токоизправителна верига от 220 V AC използва диоди, устойчиви на напрежение от 300 V, и когато напрежението на мрежата варира до 240 V, обратното напрежение достига 340 V, което води до повреда на партида.