元器件降额使用参考.doc

元器件降额使用参考一、集成电路因为集成电路的复杂性和保密性，一般我们只能根据半导体结温来推断集成电路的可靠性了。我们通常规定：1，最大工作电压，不超过额定电压80%2，最大输出电流，不超过额定电流75%3，结温，最大85摄氏度，或不超过额定最高结温的80%二、二极管二极管种类繁多，特性不一。故而，有通用要求，也有特别要求：通用要求：长期反向电压70%90%VRRM（最大可重复反向电压）最大峰值反向电压90%VRRM正向平均电流70%90%额定值正向峰值电流75%85%IFRM正向可重复峰值电流对于工作结温，不同的二极管要求略有区别：信号二极管 85150玻璃钝化二极管 85150整流二极管和快恢复、超快恢复二极管（1000V）85125整流二极管和快恢复、超快恢复二极管（1000V）85115肖特基二极管 85115稳压二极管（0.5W）85125稳压二极管（0.5W）85100Tcase(外壳温度)0.8Tjmax-2jcP，2jcP15，jc是从结到壳的热阻，P是功率损耗。这是一个可供参考的经验值三、功率MOSVGS85%VGSmax(最大栅极驱动电压)ID_peak80%ID_M(最大漏极脉冲电流)VDS8090%额定电压dV/dt50%90%额定值结温8580%Tjmax(最大工作结温)Tcase(外壳温度)0.8Tjmax-2jcP，2jcP15，jc是从结到壳的热阻，P是功率损耗。这是一个可供参考的经验值。四，三极管所有的电压指标都要限制在85%的额定值之下功率损耗不超过70%90%额定值IC必须在RBSOA(反偏安全工作区)与FBSOA(正偏安全工作区)范围内降额30%（就是额定的70%）结温不超过85125Tcase(外壳温度)0.75Tjmax-2jcP，2jcP15，jc是从结到壳的热阻，P是功率损耗。这是一个可供参考的经验值。五，电解电容铝电解电容是开关电源中一个非常重要的元件。而很多开关电源的故障率偏高，都是因为对铝电解的使用不当造成的。 由于铝电解的重要性，我们对他的研究比较多，因而制定出来的规则也比较多。1，Vdc+Vripple90%额定电压2，在电容体之下，PCB正面，尽量不要有地线之外的其他走线。3，纹波电流，这个问题比较复杂，因为开关电源中，纹波电流的频谱是非常丰富的，所以必须把纹波电流折算一下：频率因子，供应商应该可以提供的。纹波电流必须保证在供应商的额定值的70%90%之内。4，电解电容的初始容量要保证20%的裕量。同时，要保证额外的20%的容量裕量，以应对寿命快到时的容量衰减。5，电解电容的寿命温度加速因子为2每10，也就是说，温度每升高10度，寿命减半。6，壳温Tcase受限于设计寿命。7，自温升5，所谓自温升，是指电容实际工作时，完全因为自身发热导致的温升。六，瓷片电容工作电压60%90%额定电压表面温度105自温升15或由规格书定义，以低的为准。七，薄膜电容1，在开关电源中，不要使用聚苯乙烯电容，因为聚苯乙烯电容耐热比较差。2，表面温度85，超过85耐压按照下图降额使用。此处的电压指的是直流电压叠加交流峰值电压。3，聚酯电容自温升8或由规格书定义，以低的为准4，聚丙烯电容自温升5或由规格书定义，以低的为准5，薄膜电容的使用寿命取决于电压值和电压脉冲的上升速率。允许的脉冲数量和电压值以及脉冲斜率的关系，如下式：其中：Npulse为脉冲总数Vr,max最大额定直流电压Vapplied实际使用峰峰值电压(dv/dt)max最大额定脉冲斜率(dv/dt)applied实际使用脉冲斜率八，电阻电阻可以分为三大类：固定线性电阻、固定非线性电阻、可变电阻固定线性电阻包括：碳膜、金属膜、金属氧化膜、金属釉、碳质等电阻和绕线电阻。固定非线性电阻包括：NTC、PTC电阻的可靠性主要取决于电阻的温度，而温度则是环境温度和自身功率损耗产生热量后叠加的效果。功率和电压都对电阻的选择与使用产生限制：从图中可以知道，对于阻值低于临界阻值的电阻，使用是受功率限制，而对于高于临界阻值的电阻，使用上是受耐压的限制。对于单个脉冲的功率限制，取决于脉冲的形状。同时脉冲的峰值电压必须不能超过额定限制。电阻的降额使用规则：1，在有瞬间高压脉冲的电路中使用金属釉电阻2，在有大的冲击电流的场合使用绕线电阻3，连续功率1M的碳膜电阻，因为长期稳定性太差5，高阻值长期稳定性好的电阻应采用金属釉电阻6，在热冲击试验后，电阻的阻值必须在5%的额定范围内7，可熔断电阻，比如保险丝电阻，不要靠PCB太近，以免PCB过热8，尽量不要将矩形的贴片电阻用在ESD保护电路，因为矩形的尖角容易放电9，在电压、电流采样时，如果用贴片电阻，尽量使用尺寸在1206以上的。10，耐压的降额使用：对于碳膜、金属膜、金属氧化膜电阻：R100K时，VRMS50%额定最大连续工作电压R100K时，VRMS90%额定最大连续工作电压或90%(PR)0.5，以低的为准。对于碳质电阻、金属釉电阻和绕线电阻：VRMS90%额定最大连续工作电压或90%(PR)0.5，以低的为准。11，电路中有冲击电流的时候的瞬时功率可以按照下面的经验公式计算：P=I2Rt/4，其中，t是电流跌落到最大值38%时的时间。九，磁性元件磁性元件中，线对线之间的最大电压不能超过下表：将AWG线规可以按照此式转换为mm单位线径：d=25.40.00592(36-AWG)/39)漆包线的使用寿命加速因子约为2.5每10。线包的温度降额规定：CLASS B：95110注：额定温度是130CLASS F：110125注：额定温度是155CLASS H：125150注：额定温度是180磁芯的降额规定：Bmax80%Bsat 在任何条件下。Bsat是磁芯的饱和磁感应强度TCORE70%Tcurie-10 Tcurie是磁芯居里点温度十，金属氧化物压敏电阻MOVTcase 85，在任何条件下具体选型推荐为：AC120V/127V选用150VrmsAC220V选用275Vrms(此项尚存争议)AC277V选用320VrmsAC347V选用420Vrms十一，印刷电路板PCB材料和最高可用表面温度如下：FR275FR390FR4125CEM1 125CEM3 125此外，有以下一些规则：可以使用过孔帮助散热每个过孔流过电流不超过2A布线之间的间距与电压的关系参考UL935FR1的导热率是FR4的两倍，但FR1不适合做双面板十二，保险丝对保险丝的降额使用，是对电路保护可靠性和保险丝使用寿命之间的妥协。降额使用保险丝，并不能直接带来产品可靠性的提升。环境温度和电流是影响保险丝寿命的