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MDD桥堆漏电流过大或输出电压漂移的原因与解决方案
在电源整流电路中,
MDD辰达半导体 桥堆(Bridge Rectifier)
作为最常见的 AC-DC 转换器件,承担着将交流电压稳定转换为直流电压的任务。理论上,桥堆的反向漏电流应极小(通常为几微安至几十微安),输出电压应随输入变化保持规律的整流关系。但在现场应用中,FAE 经常遇到客户反馈:整流后输出电压漂移、长期运行后电压下降、甚至桥堆在未导通时存在较大漏电流。这些现象往往不是偶然,而是由器件特性、热应力及应用设计等多因素共同造成的。
一、典型故障表现
输出直流电压低于预期,且随温度变化漂移;
输出端存在不正常纹波或残余交流成分;
在输入断开或负载轻载时,输出端仍可检测到残余电压;
整流桥发热异常或有轻微异味;
老化测试中,电压逐渐下滑或系统误动作。
这些现象表明,桥堆内部可能存在 漏电流过大 或 PN 结性能退化 的情况。
二、导致漏电流过大或电压漂移的主要原因
1. 桥堆内部二极管的反向漏电增加
桥堆由四只二极管组成,当反向漏电流增加时,整流电路的阻断性能下降,导致输出端在非导通周期仍存在残余电流流动,从而造成电压漂移或波形异常。
原因可能包括:
PN 结老化、反向耐压下降;
结温过高导致载流子浓度上升;
内部污染、湿气侵入引起表面漏电。
2. 环境温度与热管理不良
桥堆的漏电流与温度成指数关系。每升高 10℃,漏电流可能增加 1~2 倍。若桥堆安装位置通风不良或铜箔过窄导致散热不充分,结温长期高企,会引起电压漂移及性能劣化。
3. 浪涌冲击或过压应力
输入侧若存在雷击浪涌、开关瞬态或电机反灌电压,容易使桥堆处于接近或超过最大反向耐压状态。虽然未立即击穿,但会在 PN 结中产生微裂纹,形成永久性漏电通道。此类损伤通常初期不明显,随着使用时间延长,表现为电压不稳或慢性漂移。
4. PCB 污染或焊接残留引起表面漏电
在潮湿或高盐环境下,如果 PCB 表面存在焊剂残留、灰尘或吸潮物质,可能形成电阻性路径,造成桥堆外部“虚漏电”。此时检测时会看到电压漂移,但器件本身仍完好。
5. 器件选型或质量问题
低品质桥堆在制造过程中可能出现封装密封不良、芯片不匹配、老化测试不足等问题。这类产品初期性能尚可,但在长时间高温或高压工作后,漏电流急剧上升。
三、FAE 现场诊断建议
测量漏电流
用高阻表或万用表二极管档测量反向漏电流。正常应在几十微安以下,若超过毫安级则说明器件受损。
红外热像分析
上电后观察温升分布,若个别角温度异常高,说明该臂二极管漏电严重。
波形测试
用示波器观察输出端波形,若在整流负半周期仍有电压残余或偏置,说明存在反向导通。
环境检查
检查 PCB 是否受潮或表面污染,必要时进行酒精清洁并重新烘干。
四、解决方案与预防措施
合理选型与裕量设计
桥堆反向耐压 ≥ 输入峰值电压 × 2;
正向电流 ≥ 实际电流 × 1.5;
对高温应用,选用耐高温(150℃)封装型号。
强化散热设计
桥堆底部使用大面积铜箔或加散热片;
使用导热硅脂以降低热阻。
加装浪涌保护
在 AC 端并联 MOV 压敏电阻 吸收尖峰;
在输入端加入 NTC 热敏电阻 抑制上电浪涌。
改善PCB工艺与环境防护
控制助焊剂残留,清洗并烘干;
在潮湿或粉尘环境下增加防护涂层(Conformal Coating)。
质量与老化筛选
进行高温反向漏电筛选;
建议对大功率桥堆进行 125℃、100 小时的老化验证。
桥堆
漏电流过大或输出电压漂移,往往是多重应力叠加的结果:包括温升、浪涌、电压应力及环境因素。FAE 在现场支持时,应从 器件选型、散热、防护及工艺 四个层面全面评估。只有在设计阶段留足安全裕量、控制温升与漏电风险,才能保证桥堆在长期运行中输出稳定、性能可靠,为系统提供持久的电源保障。
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