ما هي القضايا التي يجب على الثنائيات الانتباه إليها في تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لمعدات الطاقة؟

一, الإدارة الحرارية: من مسار تبديد الحرارة إلى التحكم في المقاومة الحرارية
1. تحسين مسار تبديد الحرارة
قد تتجاوز القيمة المقدرة (مثل 125 درجة للثنائيات القائمة على السيليكون- و175 درجة للثنائيات SiC)، مما يؤدي إلى انهيار حراري أو انحراف المعلمة.
حساب مساحة سطح النحاس: 8-10 مم² يلزم تبديد حرارة سطح النحاس لكل 1 وات من استهلاك الطاقة. على سبيل المثال، يتطلب صمام ثنائي مقوم 10A معين ما لا يقل عن 400 مم² من الجلد النحاسي عند استهلاك طاقة يبلغ 50 وات، ولكن في التصميم الفعلي، يتم الاحتفاظ فقط بـ 2 مم² من الجلد النحاسي، مما يؤدي إلى درجة حرارة الوصلة تبلغ 150 درجة ويتسبب في فشل الدفعة.
قام عاكس كهروضوئي معين بتخفيض درجة حرارة الوصلة لثنائيات SiC من 120 درجة إلى 95 درجة عن طريق زيادة كثافة المرور.
Heat dissipation fins and thermal conductive materials: High power scenarios (such as>50 واط) يتطلب استخدام زعانف تبديد الحرارة، ويتم استخدام السيليكون الموصل للحرارة (المقاومة الحرارية 0.1-0.5 درجة /وات) لتقليل المقاومة الحرارية للتلامس. تعتمد محطة شحن معينة للسيارات الكهربائية لوحة مبردة بالماء + نظام شحم السيليكون الموصل الحراري، مما يزيد من كثافة الطاقة إلى 5 كيلو واط / لتر.
2 مبادئ التخطيط الساخنة
تصميم مجاري الهواء: يجب ترتيب عناصر التسخين (مثل الثنائيات ودوائر MOSFET) بطريقة متداخلة على طول اتجاه تدفق الهواء لتجنب المكونات الطويلة (مثل المحاثات) التي تسد مجاري الهواء. شهد مصدر طاقة صناعي معين زيادة في درجة الحرارة المحلية بمقدار 20 درجة بسبب قيام محول بسد مجرى الهواء.
ترتيب التقسيم: يتم تقسيم الأجهزة حسب توليدها للحرارة. يتم وضع المكونات ذات المقاومة الحرارية الضعيفة (مثل المكثفات الإلكتروليتية) في مقدمة تدفق هواء التبريد، بينما يتم وضع المكونات المولدة للحرارة العالية (مثل صمامات الطاقة الثنائية) في أسفل مجرى الهواء. تم تصميم مزود الطاقة لخادم معين مع تقسيم لتقليل ارتفاع درجة الحرارة الإجمالية بمقدار 15 درجة.
حماية الجهاز الحساس للحرارة: يجب وضع مذبذبات كريستالية ذات مواصفات درجة حرارة منخفضة عند مدخل الهواء أو أسفل الجهاز، مع تجنب وضعها مباشرة فوق جهاز التسخين.
2، التوافق الكهرومغناطيسي (EMC): التحكم في المعلمات الطفيلية وعزل الإشارة
تشكيل تذبذب LC وتوليد ذروة الجهد. على سبيل المثال، في مشروع محول معين، كانت المسافة بين الصمام الثنائي ومكثف الترشيح 50 مم، ووصل جهد الذروة العكسي المقاس إلى 600 فولت (كان جهد تحمل الصمام الثنائي 400 فولت)، مما أدى إلى انهيار الدفعة.
تصميم مدمج: يجب أن يكون الصمام الثنائي مجاورًا لجسر المعدل أو محطة التحميل، ويجب التحكم في طول السلك في حدود 5 مم؛ يتم ترتيب مكثفات المرشح في مكان قريب لتكوين دائرة مدمجة "مكثف الصمام الثنائي". قام مصدر طاقة معين للاتصالات بخفض جهد الذروة العكسي من 600 فولت إلى 380 فولت عن طريق تقصير المسار.
تخطيط مكثف الفصل: يجب وضع مكثفات تصفية الضوضاء عالية التردد (مثل 0.1 μ F X7R MLCC) بالقرب من دبوس VIN للصمام الثنائي، مع مسافة أسلاك أقل من أو تساوي 1 مم، لتجنب الضوضاء. قام محول DC -} معين بتحسين تخطيط مكثف الفصل لتقليل تموج الإخراج من 200 مللي فولت إلى 50 مللي فولت.
عزل الإشارة والتأريض
التأريض بنقطة واحدة: يتم فصل دائرة الطاقة ودائرة التحكم ويعتمدان طريقة التأريض بنقطة واحدة. على سبيل المثال، يتم تأريض المكونات المحيطة بوحدة التحكم PWM الأولية IC بأرضية IC، ثم يتم توصيلها بأرضية المكثف الكبير؛ يتم تأريض المكونات المحيطة بـ TL431 الثانوي بالطرف الثالث ثم توصيلها بأرضية مكثف الخرج. قام مصدر طاقة صناعي معين بزيادة معدل نجاح اختبار EMI من 60% إلى 95% من خلال نقطة تأريض واحدة.
عزل أسلاك الإشارة الصغيرة: يجب إبعاد خطوط الإشارة الرئيسية (مثل خطوط أخذ العينات الحالية وخطوط التغذية المرتدة للمقرنة الضوئية) عن أسلاك التيار العالي (تباعد أكبر من أو يساوي 2 مم) لتجنب الأسلاك المتوازية. زاد معدل التشغيل الكاذب للتحكم في محرك محرك معين بنسبة 30% بسبب كون خط الإشارة موازيًا لخط الطاقة.
3، تحسين العملية: تصميم الوسادة والتحكم في اللحام
1. مواصفات التصميم لمنصات اللحام
مطابقة الحجم: قم بتصميم وسادات اللحام بدقة وفقًا لدليل التغليف. على سبيل المثال، يجب أن يكون طول وسادة لحام الحزمة DO-214AC 6.5 ± 0.5 مم. إذا تم تصميمه ليكون 5 مم، فسوف يؤدي إلى لحام افتراضي. نظرًا لحجم اللوحة غير المناسب، وصل معدل اللحام الافتراضي للثنائيات في خط إنتاج إلكترونيات استهلاكية معين إلى 15%.
تحديد القطبية: يجب تسمية الثنائيات المستقطبة (مثل ثنائيات شوتكي) بالأنود (A) والكاثود (K) على PCB لتجنب الاتصال العكسي. تم احتراق عاكس كهروضوئي معين بسبب التوصيل العكسي للثنائيات، مما أدى إلى خسارة أكثر من 500000 يوان.
2 التحكم بعملية اللحام
Reflow soldering temperature curve: peak temperature controlled at 240 ± 5 ℃, holding time 30-60 seconds. Excessive temperature (>260 درجة) يمكن أن يسبب أكسدة رقائق الصمام الثنائي، في حين أن درجة الحرارة غير كافية (<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%.
عمق غمر اللحام الموجي: عمق غمر المسامير في اللحام هو 1/2-2/3 من الطول. نظرًا لعدم غمر القصدير بشكل كافٍ، انفصلت دبابيس وحدة طاقة معينة عن لوحة PCB، مما أدى إلى زيادة بنسبة 20% في معدل الإصلاح.
4 ، أنظمة السلامة: تصميم التخليص والحماية الكهربائية
1. الخلوص الكهربائي ومسافة الزحف
المتطلبات القياسية: عندما يكون جهد الإدخال 50 فولت-250 فولت، يجب أن تكون مسافة الزحف L-N أمام المصهر أكبر من أو تساوي 2.5 مم، ويجب أن تكون الخلوص الكهربائي أكبر من أو يساوي 1.7 مم؛ يجب أن تكون المسافة بين الجانب الأساسي والجانب الثانوي أكبر من أو تساوي 6.4 ملم. نظرًا لعدم كفاية الخلوص، تسبب مصدر الطاقة الطبية في تصادم جانب الجهد العالي-وجانب الجهد المنخفض، مما أدى إلى وقوع حادث يتعلق بالسلامة.
العزل بالشق: إذا كانت المسافة بين أرجل المكون أقل من أو تساوي 6.4 مم، فإن الشق (العرض أكبر من أو يساوي 1 مم) مطلوب لتعزيز العزل. قامت وحدة تحكم صناعية معينة بزيادة معدل نجاح اختبار تحمل الجهد من 70% إلى 100% من خلال تصميم الفتحة.
2 تصميم الحماية

الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي: أضف حلقة حماية مؤرضة (عرض أكبر من أو يساوي 0.5 مم) بالقرب من دبوس الصمام الثنائي، واستخدم سوار معصم مضاد للكهرباء الساكنة- ومنضدة عمل أثناء التجميع. نظرًا لعدم وجود -تدابير مضادة للكهرباء الساكنة في بعض خطوط إنتاج الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، فقد زاد معدل فشل مستخدمي الصمام الثنائي من 2% إلى 15%.
الحماية من زيادة التيار: يجب أن تكون قيمة جهد الصمود العكسي 1.5-2 مرة من الحد الأقصى الفعلي للجهد العكسي، ويجب إضافة دائرة امتصاص RC (مقاومة 100 Ω -1k Ω، سعة 0.1-0.47 μ F). تستخدم دائرة مقوم تيار متردد 220 فولت صمامات ثنائية مقاومة للجهد 300 فولت، وعندما يتقلب جهد الشبكة إلى 240 فولت، يصل الجهد العكسي إلى 340 فولت، مما يؤدي إلى انهيار الدفعة.