Quins problemes haurien de prestar atenció als díodes en la disposició de PCB dels equips energètics?

一, Gestió tèrmica: des del camí de dissipació de calor fins al control de la resistència tèrmica
1. Optimització de la trajectòria de dissipació de calor
Pot superar el valor nominal (com ara 125 graus per als díodes basats en silici-i 175 graus per als díodes SiC), provocant una ruptura tèrmica o una deriva de paràmetres.
Càlcul de l'àrea de la pell de coure: es requereix una dissipació de calor de la pell de coure de 8-10 mm² per cada consum d'energia d'1 W. Per exemple, un cert díode rectificador de 10 A requereix almenys 400 mm² de pell de coure amb un consum d'energia de 50 W, però en el disseny real, només es conserven 2 mm² de pell de coure, donant lloc a una temperatura de la unió de 150 graus i causant un fracàs del lot.
Un cert inversor fotovoltaic va reduir la temperatura d'unió dels díodes de SiC de 120 graus a 95 graus augmentant la densitat de via.
Heat dissipation fins and thermal conductive materials: High power scenarios (such as>50 W) requereixen l'ús d'aletes de dissipació de calor i s'utilitza silicona conductora tèrmica (resistència tèrmica 0,1 -0,5 graus /W) per reduir la resistència tèrmica de contacte. Una determinada estació de càrrega de vehicles elèctrics adopta una placa refrigerada per aigua + un esquema de greix de silicona conductor tèrmic, que augmenta la densitat de potència a 5 kW/L.
2 principis de disseny calent
Disseny del conducte d'aire: els elements de calefacció (com ara díodes i MOSFET) s'han de disposar de manera esglaonada al llarg de la direcció del flux d'aire per evitar que components alts (com ara inductors) bloquegin el conducte d'aire. Una certa font d'alimentació industrial va experimentar un augment de la temperatura local de 20 graus a causa d'un transformador que bloquejava el conducte d'aire.
Disposició de particions: els dispositius es divideixen segons la seva generació de calor. Els components amb poca resistència a la calor (com els condensadors electrolítics) es col·loquen aigües amunt del flux d'aire de refrigeració, mentre que els components que generen molta calor (com els díodes de potència) es col·loquen aigües avall. La font d'alimentació d'un determinat servidor s'ha dissenyat amb particions per reduir l'augment global de la temperatura en 15 graus.
Protecció del dispositiu sensible tèrmic: els oscil·ladors de cristall amb especificacions de temperatura més baixes s'han de col·locar a l'entrada d'aire o a la part inferior de l'equip, evitant que es col·loquin directament a sobre del dispositiu de calefacció.
2, Compatibilitat electromagnètica (EMC): control de paràmetres paràsits i aïllament del senyal
Formant oscil·lació LC i generant voltatge màxim. Per exemple, en un projecte d'adaptador determinat, la distància entre el díode i el condensador de filtrat era de 50 mm i la tensió màxima inversa mesurada va arribar als 600 V (la tensió de resistència del díode era de 400 V), donant lloc a una ruptura del lot.
Disseny compacte: el díode ha d'estar adjacent al pont rectificador o al terminal de càrrega, i la longitud del cable s'ha de controlar dins de 5 mm; Els condensadors de filtre estan disposats a prop per formar un circuit compacte de "condensador de díode". Una certa font d'alimentació de comunicació va reduir la tensió de pic inversa de 600V a 380V escurçant el camí.
Disposició del condensador de desacoblament: els condensadors de filtrat de soroll d'alta freqüència (com ara 0,1 μ F X7R MLCC) s'han de col·locar a prop del pin VIN del díode, amb una distància de cablejat inferior o igual a 1 mm, per evitar el soroll. Un determinat convertidor de CC-CC va optimitzar la disposició del condensador de desacoblament per reduir la ondulació de sortida de 200 mV a 50 mV.
Aïllament del senyal i connexió a terra
Posada a terra d'un sol punt: el circuit d'alimentació i el circuit de control estan separats i adopten un mètode de connexió a terra d'un sol punt. Per exemple, els components circumdants de l'IC de control PWM primari estan connectats a terra a terra de l'IC i després connectats a terra del condensador gran; Els components al voltant del TL431 secundari estan connectats a terra al seu tercer pin i després connectats a la terra del condensador de sortida. Una certa font d'alimentació industrial ha augmentat la seva taxa de superació de la prova EMI del 60% al 95% mitjançant la connexió a terra d'un sol punt.
Aïllament del cablejat del senyal petit: les línies de senyal clau (com ara les línies de mostreig actuals, les línies de retroalimentació de l'optoacoblador) s'han de mantenir allunyades del cablejat d'alta corrent (espai superior o igual a 2 mm) per evitar el cablejat paral·lel. La taxa d'activació falsa de control d'un determinat controlador de motor va augmentar un 30% perquè la línia de senyal era paral·lela a la línia elèctrica.
3, Optimització de processos: disseny de coixinets i control de soldadura
1. Especificació de disseny per a pastilles de soldadura
Coincidència de mida: dissenyeu els coixinets de soldadura estrictament segons el manual d'embalatge. Per exemple, la longitud del coixinet de soldadura del paquet DO-214AC hauria de ser de 6,5 ± 0,5 mm. Si està dissenyat per ser de 5 mm, es produirà una soldadura virtual. A causa de la mida incorrecta del coixinet, la taxa de soldadura virtual dels díodes en una determinada línia de producció d'electrònica de consum va arribar al 15%.
Identificació de la polaritat: els díodes polaritzats (com els díodes Schottky) s'han d'etiquetar amb ànode (A) i càtode (K) a la PCB per evitar la connexió inversa. Un determinat inversor fotovoltaic es va cremar a causa de la connexió inversa dels díodes, la qual cosa va provocar una pèrdua de més de 500.000 iuans.
2 Control del procés de soldadura
Reflow soldering temperature curve: peak temperature controlled at 240 ± 5 ℃, holding time 30-60 seconds. Excessive temperature (>260 graus) pot provocar l'oxidació dels xips de díode, mentre que la temperatura insuficient (<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%.
Profunditat d'immersió de soldadura per ones: la profunditat d'immersió dels pins a la soldadura és 1/2-2/3 de la longitud. A causa d'una immersió insuficient de l'estany, els pins d'un determinat mòdul d'alimentació es van treure de la PCB, donant lloc a un augment del 20% en la taxa de reparació.
4, Normes de seguretat: disseny d'espai elèctric i protecció
1. Espai lliure elèctric i distància de fuga
Requisits estàndard: quan la tensió d'entrada és de 50 V-250 V, la distància de fuga L{-N davant del fusible ha de ser superior o igual a 2,5 mm i la distància elèctrica ha de ser superior o igual a 1,7 mm; la distància entre el costat primari i el secundari ha de ser superior o igual a 6,4 mm. A causa de l'espai lliure suficient, una font d'alimentació mèdica va provocar que el costat d'alta-tensió i el costat de baixa tensió xoquessin, donant lloc a un accident de seguretat.
Aïllament de la ranura: si la distància entre les potes del component és inferior o igual a 6,4 mm, cal una ranura (amplada superior o igual a 1 mm) per millorar l'aïllament. Un determinat controlador industrial ha augmentat la taxa de superació de les proves de resistència a la tensió del 70% al 100% mitjançant el disseny de ranures.
2 Disseny de protecció

Protecció ESD: afegiu un anell de protecció de connexió a terra (amplada superior o igual a 0,5 mm) a prop del pin del díode i utilitzeu una polsera anti-i un banc de treball durant el muntatge. A causa de la manca de mesures anti-estàtiques en una determinada línia de producció d'electrònica de consum, la taxa de fallades dels usuaris de díodes ha augmentat del 2% al 15%.
Protecció contra sobretensions: el valor de tensió de resistència inversa ha de ser 1,5-2 vegades la tensió inversa màxima real i s'ha d'afegir un circuit d'absorció RC (resistència de 100 Ω -1k Ω, capacitat de 0,1-0,47 μ F). Un cert circuit rectificador de 220 V AC utilitza díodes resistents a la tensió de 300 V i, quan la tensió de la xarxa fluctua a 240 V, la tensió inversa arriba als 340 V, donant lloc a una ruptura del lot.