Kādas iepakojuma formas ir piemērotas jaudas diodēm energoiekārtās?

1, iepakojuma izvēle, ko nosaka siltuma izkliedes prasības: gradienta dizains no TO-220 līdz DFN
Energoiekārtās jaudas diožu siltuma izkliedes spēja tieši nosaka to darba temperatūru un kalpošanas laiku. Saskaņā ar dažādām siltuma pretestības (R θ JA) un siltuma izkliedes metodēm iepakojuma formas var iedalīt šādās trīs kategorijās:

TO sērijas iepakojums: siltuma izkliedes etalons{0}}jaudas scenārijos
TO-220 un TO-247 pakotnes ir izstrādātas ar metāla tapām un siltuma izkliedes spilventiņiem, lai novadītu siltumu uz PCB vai siltuma izlietni, padarot tos par vēlamo izvēli lielas-jaudas scenārijiem, piemēram, rūpnieciskiem barošanas avotiem un motora piedziņām. Piemēram, 5kW fotoelektriskajā invertorā tiek izmantota MBR20100CT (TO-220 pakotne) Schottky diode, kas atbalsta 20A strāvu un kuras termiskā pretestība ir tikai 2,5 grādi /W. Tas var darboties stabili ilgu laiku 60 grādu apkārtējās vides temperatūrā. TO-247 pakotne vēl vairāk samazina termisko pretestību līdz 1,8 grādiem/W, pateicoties plašākam kontaktu atstatumam un lielākam siltuma izkliedes laukumam, padarot to piemērotu īpaši augsta sprieguma (piemēram, 1700 V) un īpaši augstas strāvas (piemēram, 3600 A) lietojumiem, piemēram, elastīgiem līdzstrāvas pārvades pārveidotāja vārstiem.
DFN/PowerPAK pakotne: augsta{0}}blīvuma dizaina siltuma izkliedes risinājums
Attīstoties enerģijas aprīkojumam miniaturizācijas un liela jaudas blīvuma virzienā, DFN (divpusējās -pusējās plakanas bez tapām) un PowerPAK pakotnes tieši novada siltumu uz PCB vara foliju caur apakšējo atklāto paliktņa konstrukciju, un termiskā pretestība var būt pat 0,5 grādi/W. Piemēram, servera barošanas blokā tiek izmantotas SiC diodes, kas iepakotas DFN8 × 8, ar temperatūras paaugstināšanos tikai par 15 grādiem pie 100A strāvas, kas ir par 60% zemāka nekā TO-220 pakotnē. Šis iepakojuma veids atbalsta arī automatizētu virsmas montāžas ražošanu, ievērojami uzlabojot ražošanas efektivitāti.
Modulārais iepakojums: vairāku ierīču integrēta siltuma izkliedes sadarbība
Vēja enerģijas pārveidotājā un enerģijas uzglabāšanas sistēmā vairākas diodes ir jāintegrē ar IGBT, kondensatoru un citiem komponentiem vienā un tajā pašā modulī. Moduļu iepakojums nodrošina vairāku mikroshēmu paralēlu savienojumu, izmantojot gofrēšanas vai lodēšanas tehnoloģiju, vienlaikus izmantojot vara substrātus vai šķidruma dzesēšanu siltuma izkliedēšanai, uzlabojot kopējo siltuma izkliedes efektivitāti. Piemēram, noteikts jūras vēja enerģijas pārveidotājs izmanto gofrētu IGBT moduli ar iebūvētām -SiC Schottky diodēm. Pateicoties divpusējai siltuma izkliedes konstrukcijai, termiskā pretestība tiek samazināta līdz 0,3 grādiem/W, nodrošinot 10 MW līmeņa izvades jaudu.
2, pakotnes optimizācija, kas pielāgota uzstādīšanas metodēm: pāreja no cauruma{1}}ievietošanas uz virsmas montāžu
Energoiekārtu ražošanas metodes un telpas ierobežojumi prasa diferencētas iepakojuma formas, veicinot iepakošanas tehnoloģijas attīstību automatizācijas un kompaktuma virzienā.

Caururbuma ievietošanas (THT) iepakojums: saderība starp manuālo metināšanu un apkopi
DIP (Dual In Line) un TO sērijas pakotnes ir mehāniski fiksētas, ievietojot tapas PCB caurumos, kas ir piemērotas scenārijiem, kuriem nepieciešama manuāla lodēšana vai apkope. Piemēram, noteiktā rūpnieciskā vadības panelī tiek izmantotas 1N4007 taisngrieža diodes, kas iepakotas DIP, kuru izmaksas ir par 30% zemākas nekā virsmas montāžas (SMT) iepakojuma izmaksas, taču tās aizņem divreiz lielāku platību nekā SMA iepakojums. Šim iepakojuma veidam joprojām ir zināma tirgus daļa zemo-barošanas adapteru un sadzīves tehnikas vadības paneļu tirgū.
Virsmas montāžas tehnoloģijas (SMT) iepakojums: automatizētas ražošanas un augsta blīvuma integrācijas pamats
SMA/SMB/SMC un SOD sērijas pakotnes ir izstrādātas ar īsām tapām vai bez tapām, lai pielāgotos automatizētai virsmas montāžas ražošanai, ievērojami uzlabojot ražošanas efektivitāti. Piemēram, mobilā tālruņa lādētājā tiek izmantotas SS14 Schottky diodes, kas iepakotas SMA, un tās aizņem tikai 2,5 × 1,2 mm² platuma, kas ir par 80% mazāks nekā DO-41 iepakojums. Elektrisko transportlīdzekļu uzlādes stacijās īpaši ātras atjaunošanas diode (UFRD), kas iepakota SOD-323, atbalsta 1MHz augstas frekvences pārslēgšanu, palīdzot sasniegt 95% konversijas efektivitāti.
Iegultā iekapsulēšana: sistēmas līmeņa integrācijas nākotnes virziens
Attīstoties enerģijas aprīkojumam uz inteliģenci, iegultais iepakojums integrē diodes, draiveru shēmas, sensorus utt. vienā mikroshēmā, samazinot parazitāros parametrus un uzlabojot uzticamību. Piemēram, viedajā barošanas modulī (IPM) ir integrēta SiC MOSFET un Šotkija diode, samazinot tā izmēru par 50%, izmantojot 3D iepakojuma tehnoloģiju, vienlaikus samazinot EMI troksni, padarot to piemērotu fotoelementu mikroinvertoriem un dronu barošanas sistēmām.
3. Pakotnes klasifikācija jaudas līmeņa saskaņošanai: pilns pārklājums no maza signāla līdz īpaši augstam{1}}spriegumam
Enerģijas iekārtu jaudas diapazons svārstās no milivatiem (piemēram, sensoru barošana) līdz megavatiem (piemēram, vēja enerģijas pārveidotāji), un atbilstoši jaudas līmenim ir jāizvēlas atbilstoša iepakojuma forma.

Mazjaudas scenārijs (<1A): Lightweight design of SOD and SOT packaging
Signāla taisnošanā un papildu barošanas apgādē dominē SOD-123 un SOT-23 paketes to mazā izmēra (1,7 × 1,25 mm²) un zemo izmaksu priekšrocību dēļ. Piemēram, TWS austiņās tiek izmantotas BAT54S (SOD-123 pakotne) dubultās Schottky diodes, lai panāktu audio signāla labošanu un aizsardzību, ar enerģijas patēriņu tikai 0,1 W.
Vidējas jaudas scenārijs (1A-50A): līdzsvarota izvēle starp SMA un TO-220
SMA pakotne (5,4 × 2,6 mm²) atbalsta 5A strāvu un ir piemērota plaša patēriņa elektronikai un sakaru ierīcēm; TO-220 pakotne var izturēt 20 A strāvu, padarot to par galveno izvēli rūpnieciskajiem barošanas avotiem un motora piedziņām. Piemēram, noteikts elektriskā transportlīdzekļa uzlādes modulis izmanto TO-220 iepakotas ātrās atkopšanas diodes (FRD), lai sasniegtu 92% efektivitāti 100 kHz frekvencē.
High power scenario (>50A): modularitātes un diska formas iepakojuma izrāviens
Ultra-augstsprieguma līdzstrāvas pārvadē un kodolenerģijas ražošanā diska-formas presēšanas pakotne atbalsta 3,6 kV spriegumu un 10 kA pārsprieguma strāvu, pateicoties hermētiskajam blīvējumam un abpusējai siltuma izkliedei. Piemēram, noteiktā ultra-augstsprieguma līdzstrāvas pārveidotāja stacijā tiek izmantoti spirālveida presētu diožu moduļi, lai sasniegtu 99,9% uzticamību un ilgāku par 20 gadu kalpošanas laiku.
4, Inovācijas iepakojumā no sistēmas integrācijas viedokļa: no diskrētām ierīcēm līdz viediem moduļiem
Attīstoties enerģijas aprīkojumam uz intelektu un tīklu veidošanu, jaudas diožu iepakojuma forma attīstās no atsevišķām ierīcēm uz funkcionāliem moduļiem, veicinot sistēmas efektivitātes un uzticamības dubultu uzlabošanu.

Integrēts dizains: samaziniet parazītiskos parametrus un EMI traucējumus
Augstas-frekvences lietojumos diožu parazitārā induktivitāte un kapacitāte var izraisīt svārstības un troksni. Integrētais iepakojums ievērojami samazina parazītiskos parametrus, kopā iesaiņojot diodes ar kondensatoriem, rezistoriem un citām sastāvdaļām. Piemēram, LLC rezonanses pārveidotājs izmanto moduli, kas integrē UFRD un plānās plēves kondensatorus, lai samazinātu EMI troksni par 20 dB un uzlabotu konversijas efektivitāti līdz 96%.
Inteliģenta uzraudzība:{0}}reāllaika temperatūras paaugstināšanās un dzīves prognoze
Iebūvējot iepakojumā temperatūras sensorus vai RFID mikroshēmas, var nodrošināt reāllaika{0}}diodes savienojuma temperatūras un darba statusa uzraudzību, nodrošinot paredzamu apkopi. Piemēram, noteikta enerģijas uzglabāšanas sistēma izmanto SiC diožu moduļus ar temperatūras sensoriem, lai nodrošinātu agrīnu brīdinājumu par ierīces novecošanos, izmantojot lielo datu analīzi, samazinot sistēmas atteices līmeni par 70%.
Standartizācija un modularizācija: sistēmas projektēšanas un ražošanas izmaksu samazināšana
Nozares alianses veicina iepakojuma standartu standartizāciju, piemēram, SEMIKRON MiniSKiiP moduli un Infineon EasyPACK moduli, kas saīsina produktu izstrādes ciklus un samazina BOM izmaksas, izmantojot standartizētas saskarnes un siltuma izkliedes dizainu. Piemēram, pēc standartizētu moduļu pieņemšanas noteikts fotoelektrisko invertoru ražotājs saīsināja pētniecības un izstrādes ciklu no 12 mēnešiem līdz 6 mēnešiem, samazinot izmaksas par 15%.