Giriş Giriş Giriş

Power diyotlar modern elektroniklerde çok fazla değildir, yeniden yüklemenin arka kemiği olarak hizmet eder ve ısı performansı ve uzun vadeli güvenilirlik konusunda derin bir etki sağlar. Aksi takdirde sağlam silikonun avantajlarına yol açabilirken, elektriksel özellikleri - yüksek kaliteli bir zaman geri yükleme süresine ve engellemeye çalışır - bu makaleye yol açar, aksi takdirde ısıtılabilir ısıtılabilirliği ve uzun vadeli güvenilirlik sağlar.

Bu konunun önemi, dönüştürücülerin artan güç yoğunluğuyla büyüdü. Frekansların yükselmesi ve paketleme küçülmesi gibi, termal yönetim performansdaki birincil kısıtlamalar haline gelir. liderlik yapılandırmasının rolü, mühendislere her iki bileşen seçimi ve yönetim düzeni sırasında bilgilendirilmesine izin verir, sonuçta sıcak noktaları, termal bisiklet yorgunluğunu önler ve ortak bozulmayı önler.

Güç Diode Termal Davranışlarının Temelleri

Bir güç diyotunun ısı nesli iki birincil kaynaktan gelmektedir: ileri seviyedeki (I2R) ve dönüş geçiş sırasındaki kayıpları ve geçişleri değiştirmek.The silikon die temperature, often showyd T)j[FLT] ve 200 °C'ye kadar, yüksek sıcaklık kontrolleri için geliştirilmiş olan kritik parametredir.

Termal direniş (R) ⁇ ) ve eksbellekli (R) genellikle bir kavim olarak yazılırken, R) ⁇ JC[D[D) ve bakır-akşam (R[D) veya tel (Düzücük) veya kontrol edilebilir (Düzücük) veya kontrol edilebilir.

Ön Yapılar: Karşılaştırmalı Analiz

Axial Leads

Axial liderlik konfigürasyonları en eski ve en yaygın kullanılan arasındadır. İki, düz bir çizgideki diyot vücudun tam tersine doğru uçlarından uzanır.Bu geometri cihazı dış bakırlara göre monte etmesine izin verir.Çünkü her ikisi de aynı zamanda bir PCB'ye eklenmez.

Ancak, aksiyel liderlik diyotları sınırlamaları vardır. Taşımalar genellikle bakır-klinis çelik veya alaşım 42 (nickel-iron) güç için yapılır, ancak bu malzemeler, yüksek çözünürlükte daha yüksek ısıtılabilir, ancak PCB ekleme için gerekli olan bükmeler stres artışlarını ortaya çıkarabilir ve eğimi eğimi eğimli bir noktada azaltılabilir.

Radial Leads

Radial lead configurations her iki özelliği de diyot vücudun aynı tarafından çıkıyor, sık sık sık ısı olmadan bir PCB'ye monte edilmesine izin vermek için ayrı.Bu düzenleme daha küçük bir sinyal diyotları ve bazı düşük güç redüksiyonları olarak hizmet ediyor. Kompakt düzen daha sıkı bir şekilde çalışır, ancak ısı geçişi daha da yüksek ısınır.

Rehinlemek için mühendisler genellikle dış ısı bataklığı ile birlikte öncü tasarımları, diyot vücuduna yatırır veya “gezegen” radial-leadlı cihazlara doğrudan daha büyük bir bakır uçağa satmalarına izin veren uygulamalar için. hala, radial yapılandırmalar genellikle daha az etkili değildir.

Birden çok Baş ve Özel Yapılar

Bazı güç diyotları - özellikle TO-220, TO-247 veya benzer paketler - bu paketlere doğrudan bağlı olarak hizmet eden üçüncü bir liderlik veya entegre bir montaj sekmesini geri döndürür. "multiple lead" konsepti, gelişmiş mevcut algılama ile veya yardımcı koleksiyoncu ile birlikte, ısı yönetimine doğrudan bir şekilde yol açmaktadır.

Özel liderlik konfigürasyonları, “göçücü” yüzey-köpek tasarımları (örneğin, DPAK, D2PAK), yüzeysel montajlarla ısı yolları birleştirin. Geniş, düz yol doğrudan PCB'de satılmaktadır, tahtanın iç bakırlarını ısınmış bir şekilde kullanarak, yüksek güç seviyeleri (pişmanlık ve satış noktaları) tamamen gerekli olan performansın faydalarını atlar.

Termal Yollar ve Heat Transfer Mechanisms

Silikonun yarattığı ısı birkaç tabakadan geçer: Ölü kendi başına, ölü-dakırık sattı veya epoxy, bakır liderlik etti ve sonunda öncü-tavaplı ortaklara göre.Her arayüz, uzun bir süre boyunca, kesitsel bir alana katkıda bulunur, bakırın etkisi uzun sürüyor.

Basit iletim, konveksiyon ve radyasyon oyun rollerini bir kez ısınır, çevreye yol açar. Lider yapılandırma, diyot vücut ve bitişik bileşenler arasında yeterli miktardaki yüzey alanını etkiler.Bıraklı olarak her iki taraftan ısıyı bozmak için yol açabilir. Radial yol açar, dikey veya sıkı bir şekilde veya sıkı bir şekilde ısıtılabilir.

Radyasyon genellikle 100 °C altındaki sıcaklıklarda sadece küçük bir ısı transferine katkıda bulunur, ancak kapalı, yüksek sıcaklık ortamlarda göz ardı edilemez. Dark-colored epoxy paketleri, yüksek çözünürlükte metal uygulamalar için daha etkili bir şekilde yayılır.

Leads için malzeme seçimi

Bakır (termal iletkenlik ⁇ 390 W/m·K) ısı transferleri için idealdir, ancak saf bakır bazen termal bisikletin altında sürüpürmeye eğilimlidir. Bakır-klinik çelik (CCS) ve bakır-kli alüminyum (CCA) alaşımları dengeleme maliyeti, güç ve iletkenlik.

Termo Yönetiminin Yeniden İncelenmesi

Termal Bisiklet ve Solder Ortak Fatigue

Her güç döngüsü, hem silikonun hem de öncü çerçevenin büyüklüğüne kadar yayılmaya ve sözleşmeye neden olur. Elde edilen mekanik stres, satılan ortaklar arasında bazı yanlışleştirici (dijik ve üst düzey) kullanılmaktadır.Bu stres, ek konfigürasyonun doğrudan ısıtılmasına yol açar.

Termal runaway, ısı dağılımının yetersiz olduğu son başarısızlık modudur.Kaç sıcaklığı yükselirken, mikrosaniyede daha fazla ısı yaratan mevcut artışlar, bu da olumlu bir geri bildirim döngüsünde sıcaklık artışı sağlar.T)j) en yüksek derecenin altında - özellikle de yüksek oranda - yüksek oranda düşük maliyetli veya hata koşulları altında - yüksek çözünürlükte ısı direncinmasını sağlar.

Sıcak ve sıcak Spotlar

Noeven lead geometri, ölü bir arkadan ısıtılabilir sıcak noktalar yaratabilir. Örneğin, ince bir liderlikle bir diyotalize edilmiş ve kalın bir lider, bir sıcaklık gradient'e tümünde bir çift-yaratıcı konfigürasyonu (kırık) tek yönlü konfigürasyonda, birden fazla soluklu paket kullanarak, her bir ısıyı tercih eden bir ısıyı tercih eden bir ısıyı tercih eden veya aynı zamanda, bir çift-ilişlevsel konfigürasyonu (rady) konfigürasyonunda daha fazla sonuçlar verir.

Tasarım Optimizasyon Stratejileri

Başlangıç ve Uzun Kontrol

Aşırılık, ısı direncini arttırır ve indüktöre eklerken uzun süre yol açar.Ortak bir güç diyotları (örneğin, DPAK) doğal olarak 3 mm'nin altındayken uzun süre yol açar. Sıcaklık içi boşluklar boyunca, daha küçük paket hacmine yakın olan ısı direncine sahip olur.

Heatsinking Entegrasyon

Akustik ve çoklu-lead konfigürasyonları için, dış bir ısıyı doğrudan diyot vücuduna yapıştırın veya ısı yayıcı olarak çalışan R) ⁇ JA) tarafından kullanılan, bakır ısı bataklığı, beton ve yüksek çözünürlükte en azından çok kullanılan ve çok fazla ısınmış havalimanları ile birlikte ısınır.

Malzeme Altu

Standart liderlik materyali (örneğin, alaşım 42) paket kısıtlamaları ile görevlendirilmiş olduğunda, tasarımcılar PCB bakır uçağını daha agresif bir şekilde kullanarak telafi edebilir. Örneğin, alaşım 42 ile bağlantılı büyük bir bakır dökmesi etkili bir ısı yayılabilir. Alternatif olarak, bir diyotun bakır kurşunla seçilmesi (daha kısa sürede) genellikle% 20-30 oranında azalır.

Endüstri Standartları ve Test

Lider konfigürasyon etkilerinin geçerliliği standartlaştırılmış termal direnç ölçümlerine dayanıyor. JEDEC standartları JESD51-1 ile JESD51-12 R ) için yöntemler tanımlamaktadır.[DDDD-750 yöntemi 3101 ( ⁇ JA) Elektrik teknikleri kullanarak elektriksel test için ayrıntılı bir prosedür sunar (V[DDDD-750 yöntemi olarak).

Reliability testing often include termal bike (e.g., -40 °C to +150 °C, 1000 döngü) ve güç bisiklet (e.g., 30 s on/30 s out while monitoring VF)[FLT] iyi tasarlanmış bir lider yapılandırma V[FLC, V) ile hızlandırılmış bir ortak dayanıklılık göstermelidir.

Gerçek Dünya Uygulama Örnekleri

1 kW çevrimdışı güç kaynağında, köprü retifier diyotları genellikle eksenel bir liderdir (örneğin, 125 °C’nin limiti olmadan aynı diyotları işlemek için izin verir).

Otomotiv elektrik enerjisi direksiyonunda (EPS) sistemlerde TO-220 diyotlar motor sürücüsünde kullanılır.Bir otomotiv katmanında mühendisler, sadece 2 mm (bunu telecom retifiers ile daha yakın hareket ettirerek) 12 °C'ye kadar olan ısıyı azaltan bir tedarikçi, satılan ortak yorgunluktan kaynaklanan saha başarısızlıklarını ortadan kaldırır.

Yüksek kaliteli havacılık güç dönüştürücüleri için, tasarımcılar genellikle ısı yolları en aza indirmek için diyotlar için liderlik veya lcc paketlerini belirtirler. Ancak, öncü diyotlar gerektiğinde, yarı ve malzeme speküllerine liderlik etmek için sıkı bir bağlılık (örneğin, NASA STD-8739.4) tutarlı ısı akışını sağlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Elektrik diyotunun konfigürasyonu, basitleştirilmiş termal sekmelere göre çok daha fazla bir ambalajtır; doğrudan bağlantı sıcaklığı ve dolayısıyla, cihaz güvenilirliği. Axial, üstün simetrik ısı yolları sunarken, radial, yüksek çözünürlükte ticaret ısı performansına yol açarken, özellikle de tasarıma sahip olan termal sekmelere sahiptir.Influence İşlemler[Döneticileri kontrol eder)