Mihin asioihin diodien tulisi kiinnittää huomiota energialaitteiden piirilevyasettelussa?

一, Lämmönhallinta: lämmönpoistopolusta lämpövastuksen säätöön
1. Lämmönpoistoreitin optimointi
Saattaa ylittää nimellisarvon (kuten 125 astetta pii-diodeissa ja 175 astetta SiC-diodeissa), mikä johtaa lämpöhäiriöön tai parametrien siirtymiseen.
Kuparin pinta-alan laskelma: 8-10 mm² kuparikalvon lämmönpoistoa tarvitaan jokaista 1 W:n virrankulutusta kohden. Esimerkiksi tietty 10A tasasuuntausdiodi vaatii vähintään 400mm ² kuparikuorta 50W tehonkulutuksella, mutta todellisessa suunnittelussa kuparikalvoa säilyy vain 2mm ², mikä johtaa 150 asteen liitoslämpötilaan ja aiheuttaa erävian.
Tietty aurinkosähköinvertteri alensi SiC-diodien liitoslämpötilaa 120 astetta 95 asteeseen lisäämällä läpivientitiheyttä.
Heat dissipation fins and thermal conductive materials: High power scenarios (such as>50 W) vaativat lämmönpoistoripojen käyttöä, ja lämpöä johtavaa silikonia (lämpövastus 0,1-0,5 astetta /W) käytetään vähentämään koskettimen lämpövastusta. Tietyllä sähköajoneuvon latausasemalla on vesijäähdytteinen levy+lämpöä johtava silikonirasvamalli, joka nostaa tehotiheyden 5 kW/l:iin.
2 kuumaa asetteluperiaatetta
Ilmakanavan suunnittelu: Lämmityselementit (kuten diodit ja MOSFETit) tulee sijoittaa porrastetusti ilmavirtauksen suunnassa, jotta korkeat komponentit (kuten induktorit) eivät tukkisi ilmakanavaa. Tietyssä teollisuusteholähteessä paikallinen lämpötila nousi 20 astetta ilmakanavan tukkineen muuntajan vuoksi.
Väliseinäjärjestely: Laitteet osioidaan lämmöntuoton mukaan. Huonon lämmönkestävyyden omaavat komponentit (kuten elektrolyyttikondensaattorit) sijoitetaan jäähdytysilmavirran ylävirtaan, kun taas voimakkaasti lämpöä tuottavat komponentit (kuten tehodiodit) sijoitetaan alavirtaan. Tietyn palvelimen virtalähde on suunniteltu osioituna vähentämään kokonaislämpötilan nousua 15 astetta.
Lämpöherkkä laitesuojaus: Alemman lämpötilan omaavat kristallioskillaattorit tulee sijoittaa ilman sisääntuloon tai laitteen pohjaan välttäen sijoittamista suoraan lämmityslaitteen yläpuolelle.
2, Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC): Parasiittisten parametrien ohjaus ja signaalin eristäminen
Muodostaa LC-värähtelyä ja tuottaa huippujännitteen. Esimerkiksi tietyssä sovitinprojektissa diodin ja suodatuskondensaattorin välinen etäisyys oli 50 mm ja mitattu käänteinen huippujännite saavutti 600 V (diodin kestojännite oli 400 V), mikä johti erän rikkoutumiseen.
Kompakti asettelu: Diodin tulee olla tasasuuntaajan sillan tai kuormitusliittimen vieressä, ja johdon pituutta on säädettävä 5 mm:n sisällä; Suodatinkondensaattorit on sijoitettu lähelle kompaktin "diodikondensaattorin" piirin muodostamiseksi. Tietty tiedonsiirtovirtalähde alensi käänteisen huippujännitteen 600 V:sta 380 V:iin lyhentämällä polkua.
Erotuskondensaattorin asettelu: Korkeataajuiset kohinansuodatuskondensaattorit (kuten 0,1 μ F X7R MLCC) tulee sijoittaa lähelle diodin VIN-nastaa johdotuksen etäisyydellä enintään 1 mm, jotta vältetään läpimenokohina. Tietty DC-DC-muunnin optimoi irrotuskondensaattorin sijoittelun pienentääkseen ulostulon aaltoilua 200 mV:sta 50 mV:iin.
Signaalin eristys ja maadoitus
Yhden pisteen maadoitus: Virtapiiri ja ohjauspiiri on erotettu toisistaan ​​ja käyttävät yhden pisteen maadoitusmenetelmää. Esimerkiksi ensisijaisen PWM-ohjauspiirin ympäröivät komponentit on maadoitettu IC-maahan ja liitetty sitten suuren kondensaattorin maahan; Toissijaisen TL431:n ympärillä olevat komponentit on maadoitettu sen 3. nastaan ​​ja kytketty sitten lähtökondensaattorin maahan. Tietty teollisuusvirtalähde on lisännyt EMI-testin läpäisyasteensa 60 %:sta 95 %:iin yhden pisteen maadoituksen ansiosta.
Pieni signaalijohdon eristys: Tärkeimmät signaalilinjat (kuten virran näytteenottolinjat, optoerottimen takaisinkytkentälinjat) tulee pitää kaukana suurvirtajohdoista (etäisyys suurempi tai yhtä suuri kuin 2 mm), jotta vältetään rinnakkaisjohdotus. Tietyn moottorinohjaimen väärän liipaisun määrä nousi 30 %, koska signaalilinja oli yhdensuuntainen voimalinjan kanssa.
3, prosessin optimointi: tyynyn suunnittelu ja hitsauksen ohjaus
1. Juotostyynyjen suunnittelutiedot
Kokosovitus: Suunnittele juotostyynyt tiukasti pakkausoppaan mukaan. Esimerkiksi DO-214AC-pakkauksen juotosalustan pituuden tulee olla 6,5 ​​± 0,5 mm. Jos se on suunniteltu 5 mm:ksi, se johtaa virtuaaliseen juottamiseen. Väärän tyynyn koon vuoksi diodien virtuaalinen juotosnopeus tietyllä kulutuselektroniikan tuotantolinjalla oli 15 %.
Napaisuuden tunnistus: Polarisoidut diodit (kuten Schottky-diodit) on merkittävä piirilevyyn anodilla (A) ja katodilla (K) käänteisen kytkennän välttämiseksi. Tietty aurinkosähköinvertteri paloi diodien käänteisen kytkennän vuoksi, mikä johti yli 500 000 yuanin tappioon.
2 Hitsausprosessin ohjaus
Reflow soldering temperature curve: peak temperature controlled at 240 ± 5 ℃, holding time 30-60 seconds. Excessive temperature (>260 astetta) voi aiheuttaa diodisirujen hapettumista, kun taas riittämätön lämpötila (<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%.
Aaltojuottamisen upotussyvyys: Tapien upotussyvyys juotteeseen on 1/2-2/3 pituudesta. Riittämättömän tina-upottamisen vuoksi tietyn tehomoduulin nastat irtosivat piirilevystä, mikä johti 20 %:n kasvuun korjausasteessa.
4, Turvallisuusmääräykset: Sähköinen välys ja suojasuunnittelu
1. Sähköinen välys ja ryömintäetäisyys
Vakiovaatimukset: Kun tulojännite on 50 V-250 V, sulakkeen edessä olevan L-N ryömintäetäisyyden tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 2,5 mm ja sähköisen välyksen tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 1,7 mm; ensiöpuolen ja toissijaisen puolen välisen etäisyyden tulee olla suurempi tai yhtä suuri kuin 6,4 mm. Riittämättömän välyksen vuoksi lääketieteellinen virtalähde aiheutti korkea-jännitepuolen ja pienjännitepuolen törmäyksen, mikä johti turvallisuusonnettomuuteen.
Urojen eristys: Jos komponentin jalkojen välinen etäisyys on pienempi tai yhtä suuri kuin 6,4 mm, uria (leveys suurempi tai yhtä suuri kuin 1 mm) tarvitaan eristyksen parantamiseksi. Tietty teollisuusohjain on lisännyt jännitteenkestotestauksen läpäisynopeutta 70 %:sta 100 %:iin korttipaikan suunnittelun avulla.
2 Suojaussuunnittelu

ESD-suojaus: Lisää maadoitussuojarengas (leveys suurempi tai yhtä suuri kuin 0,5 mm) diodin nastan lähelle ja käytä anti-staattista ranneketta ja työpöytää asennuksen aikana. Antistaattisten toimenpiteiden puuttumisen vuoksi tietyllä kulutuselektroniikan tuotantolinjalla diodien käyttäjien vikaprosentti on noussut 2 prosentista 15 prosenttiin.
Ylijännitesuoja: Käänteisen kestojännitteen arvon tulee olla 1,5-2 kertaa todellinen maksimikäänteinen jännite, ja RC-absorptiopiiri (resistanssi 100 Ω -1k Ω, kapasitanssi 0,1-0,47 μF) tulee lisätä. Tietyssä 220 V AC tasasuuntaajapiirissä käytetään 300 V jännitteenkestäviä diodeja, ja kun verkkojännite vaihtelee 240 V:iin, käänteinen jännite saavuttaa 340 V, mikä johtaa erän rikkoutumiseen.