MDD桥堆开路失效或单向导通的原因与解决方案

MDD辰达半导体 桥堆（Bridge Rectifier）是电源电路中最基础也是最关键的整流器件，它负责将交流电（AC）转换为直流电（DC），为后级电路提供稳定的电源。然而在长期的客户应用中，FAE 常常接到反馈：电源输出异常、波形畸变或设备无法启动。经排查后发现，根本原因多是桥堆出现了开路失效或单向导通的问题。这类故障虽然常见，但诊断难度较大，若处理不当可能导致整机电源系统反复损坏。

一、故障现象

当桥堆发生开路或单向导通时，系统通常会出现以下几种表现：

输出电压明显偏低或不稳定，部分波形缺失；

电源模块周期性重启，无法正常维持工作；

电路中有交流纹波渗入直流端，导致噪声增大；

保险丝未断，但设备不启动；

用示波器观察整流输出，波形出现半波缺口或畸变。

这些症状通常意味着桥堆内部至少有一个二极管失效，无法正常导通或阻断。

二、主要失效原因分析

1. 器件开路（常见失效模式）

桥堆内部由四个二极管组成，若其中任意一只二极管出现开路（焊点脱落、芯片断裂或键合线烧断），则在交流周期的一半期间，电流路径被中断。结果是：输出端只在半波导通，表现为电压下降、波形缺口及纹波增大。

常见诱因：

过载电流或浪涌冲击导致芯片烧蚀；

热循环导致内部焊点疲劳；

长期高温工作引起封装老化、内部引线断裂。

2. 单向导通（内部短路或漏电）

当桥堆内部二极管部分短路或出现严重漏电时，交流输入的一个方向电流会被强制导通，另一方向被钳制，导致输出端电压被“拉偏”，波形呈现单边导通特征。

典型特征：

输出电压降低但不会为零；

输入端出现非对称电流波形；

电源可能伴随异响或过热。

原因可能包括：

反向耐压不足被击穿；

PCB 上污染或焊渣造成漏电；

过热或浪涌击穿内部 PN 结。

3. 外部焊接或接触问题

某些情况下桥堆本身并未损坏，而是引脚虚焊、焊盘氧化或接插件接触不良，使得电路等效为“间歇性开路”。此类故障在振动或温升条件下更容易复现。

三、FAE 现场排查方法

静态检测（万用表法）

使用万用表二极管档依次测量四个导通路径的正反向电阻。正常时应有两条路径导通、两条反向截止。若出现“全断”“全通”或反向漏电，则可确认故障点。

动态检测（示波器法）

通电后观察整流输出波形。若波形缺少半波或出现明显偏斜，即可判断为开路或单向导通。

热像检测

对桥堆上电运行后使用红外热像仪检查温升分布。若某一角温度异常高或明显低于其他角，说明该臂导通异常。

四、解决方案与预防措施

提高器件裕量

桥堆额定电流 ≥ 实际负载电流 × 1.5；

反向耐压 ≥ 输入电压峰值 × 2。

过低的额定参数是桥堆早期失效的主因之一。

加装浪涌与温度防护

在交流输入端并联 NTC 热敏电阻 限制浪涌；

加入 MOV 压敏电阻 抑制雷击尖峰；

对高功率应用，桥堆应加装 散热片或导热硅脂。

优化焊接与布局

桥堆靠近输入端布置，缩短回路；

确保焊盘清洁、锡量充足，避免虚焊；

避免铜箔过细导致局部发热集中。

定期维护与筛选

在老化测试中引入通断循环和温升应力；

对大批量产品进行漏电筛选，剔除潜在失效件。

桥堆开路失效或单向导通问题，本质上是二极管内部结构、工艺及热电应力的综合结果。FAE 在处理此类问题时，应结合器件检测、波形分析与热分布观测，找出根因，从选型、散热、防护和焊接四方面优化设计。

只有在设计初期充分考虑裕量与防护，才能让桥堆在长期运行中保持稳定导通，确保整流输出电压可靠纯净，为整个电源系统的稳定运行打下坚实基础。