【经验】扬杰科技KBPC5008整流桥安规设计问题解决方案

时间： 2021-12-18 来源：世强

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日常生活中以及工业自动化领域使用的电力电子设备都需要以很方便的方式取电，市电或三相交流电都是交流电源，但具体到使用的电力电子设备上，其中的大多数电子元件都需要直流电源进行供电。因此，电子设备中如何将方便容易得到的交流市电转换为可以使用的直流电就显得十分重要。这种由交流电转换为直流电的过程就称为整流。

整流电路是利用二极管的单向导通性将正负变化的交流电压变为单向脉动电压的电路。在交流电源的作用下，整流二极管周期性地导通和截止，使负载得到脉动直流电。在电源的正半周，二极管导通，使负载上的电流与电压波形形状完全相同；在电源电压的负半周，二极管处于反向截止状态，承受电源负半周电压，负载电压几乎为零。

通过上面的介绍我们就可以很容易的理解了，可以通过多个二极管进行组合连接，达到整流的目的。整流桥就是就是实现整流目的的二极管阵列，整流桥堆的出现大大的简化了整流电路的设计。

图1 整流桥内部电路

整流桥周围的电源是比较复杂的，整流桥的交流侧一般是交流强电，其直流侧一般是整流后的直流强电，因此在使用整流桥时一定要注意其周围的安规。下面就对项目中使用的扬杰科技的KBPC5008整流桥在实际应用中遇到的问题及解决办法进行分享。

应用案例介绍

本案例是将KBPC5008整流桥应用在永磁同步电机的伺服驱动器设计上，永磁同步电机的功率达4000W，其伺服驱动器需要市电220V输入，需要将其整流成310V直流电然后经母线电容给后续逆变电路使用，电路原理示意图如下图2所示。

图2 永磁同步电机驱动整流逆变电路

问题描述

KBPC5008的反向重复峰值电压V_RRM=800V,平均整流输出电流I_O=50A，其封装采用全铁壳，在如此大的电流和电压下，采用铁壳封装，在PCB设计和安装上就要慎重考虑。在本项目中使用时就出现了问题，将KBPC5008整流桥焊在PCB板上，然后用安规测试仪分别在封装铁壳和交流和直流引脚间打500V以上高压时，PCB顶层铜皮与封装外铁壳之间有明显的放电弧，过不了安规测试。

图3 KBPC5008实物图（铁壳封装）

图4 KBPC5008应用问题示意图

改进方案

方案一：浮高焊接，这样可以使KBPC5008整流桥的封装铁壳与PCB板拉开一定距离，但由于引脚限制浮高的距离有限，而且浮高距离在波峰焊的时候不好控制，需要夹具，这样会影响KBPC5008整流桥顶部散热器的安装尺寸，而且也未必能很好的解决安规问题。

图5 KBPC5008整流桥波峰焊浮高示意图

方案二：采取中间层及底层铺铜走线，这样也可以将铜皮与KBPC5008封装铁壳拉开一定距离，但PCB板材厚度2.0mm，因此距离仍然有限，但我们仍然采用这种方式进行了改版，改版后经过实测，铜皮与KBPC5008封装铁壳仍然存在放电电弧，但是此时经过安规测试仪打的高压已经提升到了1KV，但是仍然不满足产品的安规要求。

图6 KBPC5008整流桥中间层及底层铺铜示意图

方案三：在KBPC5008整流桥及PCB板中间垫一块与KBPC5008整流桥封装一样的裸板（无任何铜皮走线及金属焊盘），裸板的尺寸略大于KBPC5008整流桥尺寸，板厚为1.0mm（常规PCB厚度），在整流桥进行波峰焊之前将垫板垫在整流桥下方进行焊接。经过实测方法可行且简单，而且成本很低，也不会增加工时。垫完以后经安规测试仪打高压，可达3KV高压，方案可行。

图7 KBPC5008整流桥和PCB板之间加垫板示意图

经过综合分析及实测验证，方案三是可行方案，且经济方便。

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目录- 产品特点与应用整流桥整流二极管快恢复二极管超高效整流桥二极管超快恢复二极管肖特基二极管光伏二极管封装尺寸图与焊接尺寸图包装形态与可靠性测试项目

型号- FR301G,GBL408A,SS120A,HER602G,SR10100L,H2MF,MT3512A,GS2GA,S510F,FR302G,GR3MB,MBR30100FCTS,1N5393GS,HER603G,GR1G,S315,GR1K,GR1J,GR1M,MBRL20100FCT,MBR10200CT,MBRL3045FCT,SSL310B,FR303G,SSL310A,S320,GBL406A,HER604G,GBU 1008,GR2B,GR2A,GR2D,MURB1040,SR140L,D10A80,MT3510A,MBRU40100FCTA,GS2JA,FR304G,MBRBL3045CT,S310,GR1A,HER605G,MBR10200CD,GR1B,GR1D,F15J,F15K,GR3K,F15M,GR3J,GR3M,HER607G,MBR2045FCTS,GS2KA,FR305G,S33F,HER606G,GBJ2510A,GR2G,GR2J,SR360L,DBL206,DBL207,GR2K,HER608G,DBL205,GR2M,D10A60,MT3516A,S32F,FR306G,G1A,F15A,F15B,GR3A,G1B,F15D,G1D,GR3B,SS210A,G1G,F15G,GR3D,GR3G,G1K,GR5K,G1J,GR5J,H1KFS,G1M,GR5M,PB3510,GS2MA,FR307G,S35F,SS8U100,PB3508,PB3506,E1HFS,MT3514A,MBR10100CTS,S34F,GR5A,HD6S,G1DFS,GR5B,GR5D,GR5G,KBL606,MBRB20150CT,KBL608,MURS140,MBR20100CD,GBU1506A,HER206G,GBPC3510W,KBJ410,KBL610,MBR20100CT,MURB840,HD8S,KBJ408,S36F,KBJ406,HER207G,MBRL20150CT,1N5397GS,SR3200,D25NA160,MUR1020FCT,MBR2045PT,GBJL1508,E2AF,MURS120,KBU406,HER208G,GBP410A,KBU408,GBJL1506,GBU1508A,YBSM6010,S35VB60,MBR1060FCT,S38F,MUR1640CD,MBRB20150CTS,MUR520,MURB820,KBU410,MBR10200FCT,YBSM6008,MUR1640CT,YBSM6006,SS520A,SS520B,MBR4045PT,S515F,E2CF,D25A100,D25NA100,MBRB1060CT,MBR101200FCT,BR2506L,E2BF,MBRB2045CTS,MBR30150CTS,BR2506W,MUR540,SS215A,H1GFS,MUR560F,MURS320B,S35VB100,SR540L,E2DF,MBR10150FCT,BR2508L,MUR560C,MUR560D,MUR560,F1JFS,BR2508W,HER601G,SSL510,SS515,MBLSK16S,SF33G,MBR20300CT,E2GF,SS510,F1BF,MBRBU30100CTA,GBPC3510,RL201G,SF32G,MBL6S,ES1KB,MBR2045FCT,MT1508A,E2FF,KBPC5006W,F1AF,MBLSK14S,GBPC1510W,SF35G,MBR2060CTS,SS510A,SS510B,ES1JB,GBU1010A,KBJ806,KBJ808,F1DF,MUR1040FCT,1N4001G,SS52A,SS52B,RL203G,SF34G,KBJ810,KBU806,SR3150,KBU808,E2HF,SS520,1N4002G,MT1506A,HER201G,SB1240,KBU810,MUR120,RL202G,E2KF,KBPC2508,KBPC2506,ES1HB,HER202G,1N4003G,MBRU40100CTA,RL205G,SR5100L,S35VB80,MBR4090PT,E2JF,ES1GB,KBPC2510,1N4004G,SR840L,RL204G,MUR140,HER203G,MURB1040CT,MBR30150FCTS,SF31G,BR2510,ES1FB,KBU1506,KBU1508,MUR860C,MUR860D,1N4005G,MUR860F,RL207G,HER204G,MURS360B,BR2508,BR2506,SS515A,SS515B,KBPC5008W,F1GF,MBL8S,D25A80,ES1DB,1N4006G,KBU1510,MUR160,RL206G,HER205G,SKBPC5010,F1JF,SKBPC5012,SKBPC5014,MBRBL2060CT,SKBPC5016,GBJ1006,SKBPC5008,ES1CB,GBJ1008,MB6SA,HER153G,1N4007G,MBRBL30200CT,SR260,MURS140B,SS108,SL310F,SS58A,GS3AB,SS58B,SS102,SS103,SS104,MT3508A,SS105,SS106,25SQ045,ES1BB,HER154G,HS1AB,SS13A,GS3BB,MBR10150FCTS,GBJ2508A,MBRBL20100CT,HER155G,ES1AB,SS15U100,SS12A,HS1BB,GBL410A,D4UB100,F1KF,GRID,GBJ1010,MT3506A,SKBPC5006,MUR1060FCT,HER156G,GFMK3045T,D3UB80A,MBRL2045CT,SF37G,SR220,U1AF,GBJ2506A,DBL156,GS3DB,DBL157,DBL155,HER157G,MBR10150CD,HS1DB,SS54A,SS54B,KBPC2506W,SF36G,DB205,F1MF,DB207,DBL105S,DB206,E1CFS,HER158G,F1AFS,SS53A,SS53B,10A05G,S210F,GBJ810,DBL106S,GBU810,MUR820D,MUR820F,GBU806,GBU808,KBPC2508W,SR240,SS56A,U1DF,SS56B,YBS3008,D3UB100A,YBS3006,MUR820C,MBR10150CT,GBPC3508,GBJ806,DBL107S,U1BF,GBPC3506,GS3GB,MBR1045CTS,YBS3010,U1CF,SS55A,D20JA100,SS55B,HS1GB,MBR2045CT,GBJ808,SF38G,HS3MB,GS1G,MBR3060CT,DBL205S,MB10S,GS1J,GS1K,GS1M,GS1DB,SR8150,GBL410,GR2JA,FR204G,GBJ3506A,GS2A,U1FF,GS2B,GS2D,MBRL30200FCT,GBL406,GBL408,DBL206S,MBRL3060CT,SL310,FR205G,GR2KA,G1AFS,GS1B,GS1A,GS1D,PB2508,UG2G,GS3G,UG2F,GS3J,UG2D,UG2C,MBR3045FCT,GS3K,UG2B,MBR2090PT,DBL207S,PB2506,UG2A,GS3M,UG2M,UG2J,GBJ210,UG2H,FR206G,MBRBU2080CTA,U1HF,GS2G,DBL107,KBPC3510W,GS2K,GBJ206,GS2J,DBL105,GS2M,DBL106,GBJ208,SS15U150P,D15JA100A,GS1GB,FR207G,GR2MA,H1B,1N5392GS,H1A,GS3B,H1D,GS3A,GS3D,U1GF,MBR3060CTS,H1G,GS5J,H1J,SR240L,GBU1008A,GS5K,H1K,MUR1040F,MBR3045FCTS,KBJ1006,GS5M,H1M,BR2510W,KBJ1008,GBU808A,GRUB,YBS2210,U1JF,MBL10SA,SS38A,SS38B,PB2510,GS1JB,KBPC106,KBPC108,BR2510L,GS5B,GS5A,GS5D,MUR1040D,GS5G,RL251G,SR1100,GS1KB,GS8A,G15B,15SQ045,G15A,GS8B,G15D,GS8D,GS8G,G15G,G15J,GS8K,GBU806A,KBPC110,GS8J,YBS2208,YBS2206,KBJ1010,SS5U60P,SS220A,H1JFS,RL253G,SS310A,BR5010W,1N4933G,MUR1060CT,MBR2060CD,GBP206S,D6UB100,SF61G,MBRB3045CTS,GS1MB,MUR1060CD,SS310B,HER303G,GBU408A,GS8M,RL252G,G15K,G15M,GBP206A,ABS1510,FR601G,D25A60,F1GFS,HER304G,1N4935G,D2UB80,U1A,SS815,SF63G,U1C,U1B,U1D,MBRL30100FCT,U1G,FR602G,U1F,D15JA60A,U1H,U1J,SS810,RL255G,HER305G,GBU406A,RL254G,1N4934G,D4JB60,FR603G,SF62G,MBR20150CTS,HER306G,D4UB60,1N4937G,MBR30100CT,D2UB60,FR604G,D8JA100,MURS460,MBRB20200CTS,GBJ5006,GBJ5008,SS5U60,HER307G,RL257G,MBR3060PT,1N4936G,SS315B,SS315A,ABS26,SR1150,D2UB80A,D4JB80,FR605G,ABS28,D35NA80,MBRB3060CT,D4UB80,SL34F,HER308G,RL256G,ABS1506,ABS1508,SR2100L,MBLSK210S,SKBPC1508,FR606G,SKBPC1506,F2BF,MBRB30150CT,FR607G,SKBPC1516,SKBPC1514,GBJ5010,SKBPC1512,SS5U45,SKBPC1510,D35NA100,F2AF,MBR2060CT,SSL545B,D6JB100,MBR20200CTS,SL36F,SSL56B,SR540,SF21G,MBRL1060CT,BR5006W,F2DF,GBPC3506W,MBRL1060CD,D4UB60A,D15A80A,SF68G,MBRB30150CTS,D15A100A,GBJ1510,S25VB60,MBLSK26S,F1KFS,MBRB10200CT,MUR220,BR1506,SSL54B,D6JB60,SF23G,ABS10,BR1508,SR560,G1AF,D6UB60,G1AS,SF22G,MBRBL201200CT,GBPC3508W,GBU410A,ES2KA,KBPC606,KBPC608,S25VB80,D15JA100,D10A100,MBL10S,MBLSK24S,MURS220A,MUR240,DBL155S,P6A05G,YBS3006A,DBL156S,KBP208,MBRL20200CT,SL545F,D6JB80,SF65G,ES2JA,SR1040L,KBP210,D6UB80,MBR30200FCTS,DBL157

扬杰科技 - 选型指南代理服务技术支持批量订货

扬杰科技整流二极管&整流桥选型表

扬杰科技提供以下技术参数的整流二极管、整流桥选型，最大反向峰值电压VRM：50V~8500V，最大正向电流lo：0.5A~7500A；

产品型号	品类	VRM (V)	Io_Max(A)	IFSM_Max(A)	Rated lo(A)	VF_Max(V)	IR@25℃IR(uA)	IR@125℃IR(uA)	RθJA(℃/W)	Tj（℃）	应用等级
G1AQ	整流二极管	50	1	30	1	1.1	5	100	85	-55～+175	车规

选型表 - 扬杰科技立即选型

MD52S20N5玻璃钝化三相整流桥

描述- 该资料介绍了MD52S20N5型号的三相整流桥模块。它具有2000伏的阻断电压和52安培的正向电流能力，适用于电源供应、直流电机励磁供电、电池充电器整流器和变频驱动器的输入整流器等领域。

型号- MD52S20N5

22-Sep-23 - 扬杰科技 - 数据手册 - Rev.1.0 代理服务技术支持批量订货

【应用】整流桥YBS3010用于24W手机快充电源，反向电压1000V，正向导通电压1V

常规手机快充电源基本原理是通过市电交流220V转换为直流，传输给手机端充电。根据快充协议的不同，交流220V变为直流电压12V/9V/5V，通常采用整流桥来实现交流变直流。推荐国产扬杰科技的整流桥YBS3010，反向耐压高达1000V，正向导通电流3A，正向导通电压1V，还可以承受110A的浪涌电流，成本更低，是24W以下手机快充电源输入端整流桥的高性价比解决方案。

2020-08-26 - 应用方案代理服务技术支持批量订货

【选型】扬杰科技提供正向输出电流50A的大电流整流桥KBPC5010用于OBC，反向耐压1000V

OBC PFC+LLC电路输入需要整流桥将交流变为直流，电流需到50A。本文推荐采用扬杰科技推出的大电流整流桥KBPC5010用于此电路设计。该产品正向输出电流50A，最大浪涌电流可达500A，反向耐压1000V，结温范围-55~150℃，能满足此种需要。

2023-05-27 - 器件选型代理服务技术支持批量订货

MD145S20N6玻璃钝化三相整流桥

描述- 本资料介绍了MD145S20N6型号的三相整流桥模块。该模块适用于电源供应、直流电机励磁供电、电池充电器整流器和变频驱动器的输入整流器。它具有2000伏的阻断电压和145安培的正向电流额定值，采用氧化铝DBC陶瓷隔离金属底板进行热传导。

型号- MD145S20N6

22-Sep-23 - 扬杰科技 - 数据手册 - Rev.1.0 代理服务技术支持批量订货

【选型】18W快速充电器AC/DC整流桥推荐：国产贴片式YBS封装YBS3010，110A大通流、小体积

为满足18W快速充电器高安全性和便携性设计要求，对充电器前端220VAC市电进行AC/DC整流的整流桥需要满足高通流、小体积要求，扬杰科技目前量产的贴片整流桥YBS3010，芯片采用GPP玻璃钝化工艺，YBS封装，最大反向峰值电压VRRM为1000V，最大正向电流IF为3A，可承受最大正向浪涌电流IFSM高达110A，最大正向压降VF低至1V，具有高通流，体积小，宽工作温度范围-55~150℃。

2020-12-07 - 器件选型代理服务技术支持批量订货

国产三相整流桥MT3516A应用于15KW充电桩模块，正向浪涌电流高达400A

新能源汽车充电桩核心是充电桩模块，主要由三相整流、PFC、DC/DC 变压几个部分组成；在前级三相整流部分，需要用到三相整流桥堆，将工业380v交流电转换为直流电。推荐扬杰科技的三相整流桥MT3516A应用于15KW充电桩模块，反向击穿电压高达1600V、平均整流输出电流为35A、结温范围为-55 to 150℃。

2020-04-29 - 应用方案代理服务技术支持批量订货

YBSMU8006低电压整流桥

描述- 本资料介绍了YBSMU8006桥式整流器的技术规格和应用。该器件具有低正向电压降、高浪涌电流能力等特点，适用于AC/DC全波整流电路，广泛应用于电源管理、照明设备、适配器、电池充电器和家用电器等领域。

型号- YBSMU8006

23-Oct-23 - 扬杰科技 - 数据手册 - Rev.1.0 代理服务技术支持批量订货

YBS2G海鸥脚贴片整流桥

描述- 本文介绍了新型YBS2G封装的特点和应用。该封装采用海鸥脚设计，增强了爬锡能力，并优化了内部结构和芯片尺寸，适用于更高功率的设备，如电视、显示器、充电器和适配器。

型号- RYBS3010,YBSM6010,YBSA4010,YBSA3010,YBSA6010,RYBSM8010,YBSM4010,YBSA2010,RYBSM6010,YBSM8010,YBSA30005,YBSAU3008,YBSAU3006,YBS3010A,YBSA60005,YBS2010,YBS3010,RYBSM4010,YBSA40005,RYBS3010A,YBSA20005

2023/6/21 - 扬杰科技 - 数据手册代理服务技术支持批量订货