Čo by sa malo poznamenať pre usporiadanie diód v DPS komunikačného modulu?

一, Stratégia rozloženia ochrany pre diódy TVS
1. Predbežné umiestnenie ochranných uzlov
Pri vchode do signálu musia byť nasadené diódy TVS, aby sa vytvorila prvá ochranná bariéra. Ako príklad, ktorý vezmeme komunikačné rozhranie RS485, by sa obojsmerná dióda TVS mala usporiadať do 5 mm za konektorom, aby sa zabezpečilo, že impulzy ESD sa pred vstupom do vysielača upútajú. Testovacie údaje z určitého priemyselného komunikačného zariadenia ukazujú, že po prijatí tohto usporiadania sa anti-statická úroveň zariadenia zvýšila z úrovne 2 IEC 61000-4-2 na úroveň 4.
2. Optimalizácia uzemňovacej cesty
Diódy TVS by mali byť pripojené k nízkej impedančnej pozemnej rovine prostredníctvom nezávislých Press, aby sa predišlo zdieľaniu smerovania s spiatočnou cestou signálu. V prípade vysokofrekvenčných komunikačných modulov sa odporúča prijať štruktúru „Star Grounding“: vyhradená uzemňovacia podložka by sa mala nastaviť v blízkosti inštalačnej polohy TVS, ktorá je pripojená k vnútornej pozemnej rovine prostredníctvom viacerých priechodov (priemer väčší alebo rovný 0,3 mm). Test základnej stanice 5G ukázal, že toto usporiadanie môže znížiť napätie svorky o 18% a účinne chrániť citlivé čipy.
3. Ovládanie dĺžky zapojenia
Dĺžka zapojenia z diódy TVS do chráneného zariadenia by sa mala striktne riadiť do 50 miliónov. Podľa údajov z elektromagnetickej simulácie sa parazitická indukčnosť zvýši približne o 3nh, čo vedie k zvýšeniu napätia svorky o 15% -20%. V prípade vysokorýchlostných signálov (napríklad USB 3.0) sa odporúča použiť technológiu kompenzácie „Serpentine Routing“ na zabezpečenie zhody načasovania signálu.
2, body rozloženia diód usmerňovača
1. Dizajn tepelného riadenia
Diódy s vysokým výkonom usmerňovača (ako napríklad 1N5822) musia sledovať princíp „tepelného elektrického konštrukcie CO“: tepelné poľa (priemer 0,5 mm, rozstup 1,0 mm) je nastavený pod diódou a teplo sa vykonáva do vnútornej vrstvy PCB cez medenú fóliu. Testy na prevodníku DC-DC ukázali, že toto usporiadanie môže znížiť teplotu spojenia o 12 stupňov a zvýšiť životnosť zariadenia viac ako trikrát.
2. Optimalizácia aktuálnej cesty
Dióda usmerňovača by mala prijať „krátky a široký“ dizajn zapojenia: šírka zapojenia anódy by mala byť väčšia alebo rovná 0,5 mm a šírka zapojenia katódy by mala byť väčšia alebo rovná 1,0 mm. V prípade vysokorýchlostných aplikácií (napríklad napájací zdroj Poe) by sa v kabínovom rohu mal použiť 45-stupňový skosenie, aby sa predišlo výboja z koróny spôsobeného koncentráciou elektrického poľa. Určitý test gigabitu Ethernet Module ukázal, že optimalizované rozloženie znížilo pokles napätia z 0,3 V na 0,1 V a zlepšil účinnosť systému o 2,3%.
3. Symmetria rozloženia
V obvode usmerňovača s úplným mostom by sa štyri diódy mali symetricky rozdeliť v strede, aby sa zabezpečilo, že prúdová cesta je rovnaká. Po prijatí tohto rozloženia sa zvlnené napätie určitého výkonového modulu AC-DC znížilo zo 120 mV na 45 mV, čím sa splnilo štandard triedy IEC 61000-3-2 triedy D.
3, Špecifikácia rozloženia pre diódy signálu
1. Ochrana vysokorýchlostného signálu
Na diferenciálne signály (ako napríklad LVD) by sa na ochranu prepätia mali používať Schottky Diodes s rozložením „back-to-back“ (napríklad BAT54S). Dióda by mala byť pevne umiestnená proti konektoru a rozdiel v dĺžke zapojenia medzi diferenciálnymi pármi by sa mal riadiť v rámci ± 5 ml. Test vysokorýchlostného modulu fotoaparátu ukázal, že toto rozloženie redukuje jitter očného obrazu o 40% a znižuje mieru chybovosti z 10 ⁻⁹ na 10 ⁻ ².
2. Izolácia analógového signálu
V vstupnom kanáli ADC by mala byť limituvá dióda (napríklad 1N4148) uzemnená zdrojom signálu a izolovaná z digitálnej pôdy cez magnetické guľôčky (100 Ω Ω @ 100 MHz). Určitý test priemyselného nástroja ukazuje, že toto rozloženie môže zlepšiť pomer signálu k šumu o 8 dB a účinne potláčať interferenciu hluku digitálneho obvodu.
3. Ovládanie hustoty rozloženia
V scenároch hustého rozloženia by medzery medzi diódami mali spĺňať tieto požiadavky:
Vzdialenosť medzi komponentmi v rovnakom smere je väčšia alebo rovná 0,3 mm
Vzdialenosť medzi opačnými smerovými komponentmi je väčšia alebo rovná 0,13 × h +0.3 mm (H je maximálny výškový rozdiel v komponentoch)
Po prijatí tejto špecifikácie pre určitý sieťový modul sa miera zlyhania zvárania znížila z 0,8%na 0,15%a účinnosť výroby sa zvýšila o 25%.
4, Techniky rozloženia pre špeciálne aplikačné scenáre
1. Automobilové elektronické aplikácie
V rozhraní zbernice CAN zbernice by sa na ochranu diferenciálneho režimu mali používať duálne Diódy TVS (ako napríklad P6SMB18CA) a mala by sa použiť indukčnosť spoločného režimu (10 mH@100 MHz) interferencie spoločného režimu. Test ECU namontovaný na vozidle ukazuje, že toto usporiadanie môže dosiahnuť certifikáciu ISO 11452-2 úrovne 4 pre elektromagnetickú kompatibilitu.
2. Aplikácie letectva
Na konštrukciu výstuže ožarovania by sa mali používať keramické zapuzdrené diódy (napríklad 1N5711W) a riziko účinkov jednotlivých častíc by sa malo znížiť prostredníctvom zapojenia „krížového kríženia“. Test satelitného komunikačného modulu ukázal, že toto usporiadanie môže zvýšiť dávku žiarenia o jeden rád.
3. Lekárske elektronické aplikácie
V nositeľných zariadeniach by sa mali používať diódy s ultra nízkym únikom (napríklad BAS70-04) a ľudská statická elektrina by sa mala izolovať prostredníctvom dizajnu „plávajúcej zeme“. Test lekárskeho náramku ukázal, že toto usporiadanie môže znížiť prúd úniku z 0,5 μ na 0,02 μ A, pričom spĺňa štandard IEC 60601-1.
5, Metódy overovania a optimalizácie rozloženia
1. Extrakcia parazitických parametrov
Na extrahovanie parazitickej indukčnosti (L) a parazitickej kapacity (C) rozloženia diódy použite simulačné nástroje SI/PI, čím sa zabezpečí:
L × di/dt
C × DV/DT
Po optimalizácii určitého modulu 5G milimetrových vĺn pomocou tejto metódy sa index integrity signálu zlepšila o 15%.
2. Analýza tepelnej simulácie
Použite ANSYS ICEPAK na tepelnú simuláciu, aby ste zaistili, že teplota spojenia diódy nepresiahne 80% hodnotenej hodnoty. V prípade energetických zariadení je potrebné overiť, či účinnosť rozptylu tepla tepelného vias spĺňa tieto požiadavky:
9 JA (križovatka do environmentálneho tepelného odporu)<40 ° C/W
Vysoký výkon LED modulu Optimalizoval tepelné usporiadanie cez usporiadanie, aby sa znížil 9 JA z 55 stupňov C/W na 32 stupňov C/W.
3. Návrh na výrobu (DFM)
Postupujte podľa štandardu IPC-2221 pre kontrolu rozloženia so zameraním na overenie:
Veľkosť podložky a porovnávanie kolíka komponentu
Čistota pre obrazovku
Primeraná poloha panelu V-Cut
Určitý modul spotrebnej elektroniky bol optimalizovaný prostredníctvom DFM, čo viedlo k zvýšeniu výrobnej priepustnosti z 82% na 96%.
https://www.trsemicon.com/transistor/to-92-plastic-enccapsulate-transistors-2n3904.html