onsemi SiC E1B модулдары колдонуучу колдонмосу
Колдонуу чөйрөсү
onsemi 5 V босого көлөмүнүн негизинде Si MOSFETs, IGBTs жана SiC MOSFETs үчүн дарбаза диск шайкештиги менен каскод конфигурациясында SiC JFETтерди киргизүүдө пионер болду.tage жана кең дарбаза иштөө диапазону ± 25 В.
Бул приборлор эң сонун дене диодунун мүнөздөмөлөрү менен табиятынан өтө тез которулат. онсеми адванды бириктирдиtageous SiC JFET негизинде электр кубаттуулугунун тыгыздыгын, эффективдүүлүгүн, экономикалык эффективдүүлүгүн жана өнөр жай энергетикалык тутумдары үчүн колдонуунун жөнөкөйлүгүн жогорулатуу үчүн өнөр жай стандарттык кубаттуулук модулунун пакети, E1B менен кубаттуу түзмөк.
Бул колдонмо эскертмесинде onsemi компаниясынын акыркы E1B кубаттуулук модулунун пакеттери (жарым көпүрө жана толук көпүрө) үчүн монтаждоо көрсөтмөсү (ПКБ жана радиатор) киргизилген.
МААНИЛҮҮ: Snubbers SiC E1B модулдары үчүн, алардын ички тез которулуу ылдамдыгынан улам катуу сунушталат. Ошондой эле, snubber өчүрүү өчүрүү жоготууларын азайтат, бул SiC E1B модулдарын ZVSде абдан жагымдуу кылат (нөл көлөмү).tagэ күйгүзүү) жумшак которуштуруу колдонмолору, мисалы, фазага которулган толук көпүрө (PSFB), ЖЧК ж.б.
Бул продукт ширетүүчү төөнөгүч тиркөө жана фазаны өзгөртүү жылуулук интерфейсинин материалдары менен колдонуу үчүн сунушталат, ал эми пресс-фитификация жана термикалык майлоону колдонуу менен ишке ашыруу үчүн сунушталбайт. Көбүрөөк маалымат алуу үчүн бул продукт менен байланышкан монтаждоо көрсөтмөлөрүн жана колдонуучу көрсөтмө документтерин караңыз.
Бул колдонмо эскертүүсү ошондой эле симуляциялык моделдерге, монтаждоо көрсөтмөлөрүнө, жылуулук мүнөздөмөлөрүнө, ишенимдүүлүккө жана квалификациялык документтерге ресурстук шилтемелерди берет.
Ресурс жана маалымдама
- SiC E1B модулдары техникалык аяктадыview
- SiC E1B модулдарын орнотуу боюнча көрсөтмө
- SiC Cascode JFET & Модул колдонуучу колдонмосу
- SiC E1B модулдары DPT EVB Колдонуучунун колдонмосу
- onsemi SiC модулунун шилтемеси: SiC модулдары
- EliteSiC Power Simulator
- onsemi SiC кубаттуулугун чечүүнүн борбордук түйүнү
- SiC JFETтердин келип чыгышы жана алардын идеалдуу которуштурууга карай эволюциясы
E1B модулу жөнүндө маалымат
Жарым өткөргүч модулунун иштебей калышынын негизги себеби туура эмес орнотулган. Начар монтаждоо түйүндөрдүн температурасынын жогорулашына же ашыкча болушуна алып келет, бул модулдун иштөө мөөнөтүн олуттуу чектейт. Натыйжада, модулду туура орнотуу SiC аппаратынын түйүнүнөн муздатуу каналына ишенимдүү жылуулук өткөрүүнү камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү.
E1B модулдары басылган схемага (ПКБ) ширетүү жана алдын ала монтаждалган бурамалар жана шайбалар менен жылыткычка тиркөө үчүн иштелип чыккан. 1-сүрөт жана 2-сүрөт. Бул системалар үчүн жабдыктарды долбоорлоо үчүн өлчөмдөр жана толеранттуулуктар жөнүндө кеңири маалыматты модулдун маалымат баракчаларынан тапса болот.
1-сүрөт. Модулду монтаждоо винтинин жайгашкан жери (Жогору View)
AND90340/D
Сүрөт 2. ПХБ жана радиатор менен модулду орнотуу (монтаждоо жарылган View)
Сунушталган монтаждоо тартиби
onsemi жакшыраак жылуулук аткаруу жана SiC E1B модулунун иштөө мөөнөтү үчүн төмөнкү монтаждоо ырааттуулугун сунуштайт:
- Модуль пинди Басма схемасына (ПКБ) ширетиңиз
- PCBди модулга орнотуңуз
- Модулды жылуулук раковинага орнотуңуз
Алдын ала монтаждалган бурама менен (комбайн, шайба жана кулпу шайба) модулду чектөө моментин колдонуп жылуулук раковинага бекитиңиз. Белгилей кетчү нерсе, радиатордун өлчөмү жана бети ширетүүдө бүтүндөй эске алынышы керек, анткени модулдун арткы тарабы менен радиатордун интерфейсинин ортосунда туура жылуулук өткөрүлүшү системадагы пакеттин жалпы иштеши үчүн маанилүү (2 -сүрөттү карагыла).
- Модулдун пинди PCBге ширетиңиз
E1B модулунда колдонулган Solderable төөнөгүчтөрү стандарттык FR4 PCB үчүн onsemi тарабынан текшерилген жана квалификацияланган.
Эгерде ПХБ башка компоненттер үчүн кайра агып ширетүү процессин талап кылса, модулду монтаждоодон мурун жогорку температуранын таасиринен сактануу үчүн PCBди кайра агып чыгуу сунушталат.
Кадимки толкун менен ширетүү проfile 4-сүрөттө жана 1-таблицада көрсөтүлгөн.
Басма схемаларды өндүрүүдө башка иштетүү ыкмалары колдонулса, кошумча тестирлөө, текшерүү жана сертификация талап кылынат.
PCB талабы
4 мм максималдуу жоондугу менен FR2 PCB.
PCB материалы стандарттык талаптарга жооп берерин текшерүү үчүн IEC 61249−2−7:2002 караңыз.
Колдонуучу PCB стек катмарларын туура долбоорлоо үчүн оптималдуу өткөргүч катмарларды аныктоо үчүн, бирок көп катмарлуу ПХБлар IEC 60249-2-11 же IEC 60249-2-1 ылайык келиши керек
Эгерде кардар эки тараптуу ПХБларды карап чыкса, IEC 60249-2-4 же IEC 60249-2-5 караңыз
Solder Pin талабы
Жогорку ишенимдүүлүк менен ширетүүчү муундарга жетүү үчүн негизги факторлор PCB дизайны болуп саналат.
ПХБдагы капталган тешиктердин диаметрлери ширетүүчү төөнөгүчтүн өлчөмүнө ылайык даярдалышы керек (3-сүрөттү караңыз).
AND90340
PCB тешик дизайны туура эмес болсо, мүмкүн болуучу көйгөйлөр пайда болушу мүмкүн.
Эгерде акыркы тешиктин диаметри өтө кичине болсо, ал туура салынбай калышы мүмкүн жана төөнөгүчтөрдүн сынышына жана ПХБга зыян келтириши мүмкүн.
акыркы тешик диаметри өтө чоң болсо, анда ал soldering кийин жакшы механикалык жана электр аткарууну алып келиши мүмкүн эмес. Solder сапаты IPC-A-610 шилтеме керек.
Толкун менен ширетүү процессинин температурасы про үчүн сунушталган параметрлерfileс IPC-7530, IPC-9502, IEC 61760-1:2006 негизделген.
3-сүрөт. Модулду ПХБга монтаждоо Жылуулук кабылткычка орнотуудан мурун
Сүрөт 4. Типтүү толкун Soldering Profile (Шилтеме EN EN 61760-1:2006)
Таблица 1. ТҮПТҮК ТОЛКУН САПЫРУУ PROFILE (Шилтеме EN EN 61760-1:2006)
| Profile Өзгөчөлүк | Стандарттык SnPb Solder | Коргошун (Pb) бекер Solder | |
| Алдын ала ысытуу | Температура мин. (Цмин) | 100 °C | 100 °C |
| Температура түрү. (Tstyp) | 120 °C | 120 °C | |
| Температура макс. (Tsmax) | 130 °C | 130 °C | |
| Температура макс. (Tsmax) | 70 секунд | 70 секунд | |
| Δ Макс чейин алдын ала ысытуу. Температура | 150 °C макс. | 150 °C макс. | |
| D Макс чейин алдын ала ысытуу. Температура | 235 °C - 260 °C | 250 °C - 260 °C | |
| Эң жогорку температурадагы убакыт (tp) | 10 секунд максимум 5 секунд ар бир толкун | 10 секунд максимум 5 секунд ар бир толкун | |
| Ramp- төмөндөө курсу | ~ 2 К/с мин ~ 3.5 К/с тип ~5 К/с макс | ~ 2 К/с мин ~ 3.5 К/с тип ~5 К/с макс | |
| Убакыт 25 °Cден 25 °Cге чейин | 4 мүнөт | 4 мүнөт | |
PCB модулуна орнотуу
ПХБ түздөн-түз модулдун үстү жагында ширетилгенде, механикалык чыңалуулар, айрыкча, ширетүү түйүнүндө болот. Бул стресстерди азайтуу үчүн, кошумча бурама ПХБди модулдун төрт бурчуна бекитүү үчүн колдонсо болот, 5-сүрөттү караңыз.
Модулдар ПХБ калыңдыгына жараша өзүн-өзү таптап туруучу бурамалар (M2.5 x L (мм)) менен шайкеш келет.
Туруучу тешикке кирген жиптин узундугу эң аз Lmin 4 мм жана эң көп Lmax 8 мм болушу керек. Жакшыраак тактыкты камсыз кылуу үчүн электрондук башкарылуучу бурагычты же электрдик бурагычты колдонуу сунушталат.
Сүрөт 5. PCB E1B модулуна монтаждоо: (a) E1B PCB монтаждоо тешиги жана (б) Бурама жиптин максималдуу кирүү тереңдиги
PCB монтаждоо талабы
Тереңдиги 1.5 мм болгон көзөнөк тешиктери бир гана бурама кирүүчү жол көрсөткүч катары кызмат кылат жана эч кандай күч колдонбошу керек.
Негизги фактор - бул алдын ала бекемдөө жана бекемдөө процесси үчүн уруксат берилген моменттин көлөмү:
- Алдын ала бекемдөө = 0.2 ~ 0.3 Нм
- Катуу = 0.5 Нм Макс
Сүрөт 6. PCB E1B модулуна монтаждоо: Өзүн-өзү таптап туруучу винтти вертикалдуу тегиздөө (a) тегизделген жана (б) туура эмес тегизделген.
Модулду радиаторго орнотуу
Жылыткычка талап
Жылыткычтын үстүнкү абалы бүт жылуулук өткөргүч системасынын маанилүү фактору болуп саналат жана радиатор менен толук байланышта болушу керек. Модулдун субстраттын бети жана жылуулук раковинанын бети монтаждоодон мурун бир калыпта, таза жана булганбаган болушу керек. Бул боштуктардын алдын алуу, жылуулук импедансты азайтуу жана модулдун ичинде чачырап кетүүчү кубаттуулуктун көлөмүн көбөйтүү жана маалымат баракчасынын негизинде максаттуу жылуулук каршылыгына жетүү. DIN 4768−1 боюнча жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүккө жетүү үчүн радиатордун беттик сапаттары талап кылынат.
- Кедирлик (Rz): ≤10 м
- 100 мм узундугуна негизделген жылыткычтын тегиздиги: ≤50 м
Термикалык интерфейс материалы (TIM)
Модуль корпусу менен радиатордун ортосунда колдонулган жылуулук интерфейси материалы ишенимдүү жана жогорку сапаттагы жылуулук эффективдүүлүгүнө жетүү үчүн ачкычы болуп саналат. Термикалык май же термикалык паста E1B сыяктуу базалык пластинкасы жок модул үчүн сунушталбайт.
Жылуулук тараткыч катары кызмат кылган калың жез негизи жок, жылуулук майын соргуч эффекти (кубат цикли же температуранын цикли учурунда модулдун корпусу менен радиатордун ортосундагы TIM катмарынын термикалык кеңейиши жана жыйрылышы аркылуу) TIM катмарында боштуктун пайда болушун күчөтөт жана модулдун кубаттуулук циклинин иштөө мөөнөтүнө олуттуу терс таасирин тийгизет.
Анын ордуна, Фазаны өзгөртүү материалын колдонуу менен TIM E1B модулдары үчүн катуу сунушталат. 7-сүрөттө 1200 В 100 А жарым көпүрө модулу (UHB100SC12E1BC3N) үчүн эки башка ыкманы, термикалык майга каршы фаза алмаштыруучу материалды колдонуу менен кубаттуулукту айлантуу натыйжалары көрсөтүлгөн. Горизонталдык огу циклдердин санын көрсөтөт. Вертикалдык огу 100 °Cде Tj_rise учурунда VDS түзүлүшүн көрсөтөт. Кызыл ийри сызык жылуулук майы менен кубаттуулукту көрсөтөт. Көк ийри сызык фазаны өзгөртүү материалы менен кубаттуулук циклин көрсөтөт. Кызыл ийри сызык 12,000 1 циклге гана бара алат, анткени жылуулук майын соргуч эффектинен жылуулук каршылыктын начарлашынан термикалык качуу болгон. Ошол эле E58,000B модулу үчүн TIM жылыткычы үчүн фаза алмаштыруучу материалды колдонуу XNUMX XNUMX циклден ашкан кубаттуулуктун айланышын олуттуу жакшыртат.
8-сүрөттө кубаттуулук циклин сыноо шарттарын жана орнотууларды көрсөтөт. Heatsink үчүн ар кандай TIM менен: Термикалык май vs Фазаны өзгөртүү материалы
8-сүрөт. E1B модулунун кубаттуулук циклин текшерүү (a) Орнотуу жана (б) Сыноо шарттары
| Жайгашуу | Description |
| DUT | UHB100SC12E1BC3N |
| Жылытуу ыкмасы | Туруктуу туруктуу ток |
| Tj көтөрүлөт | 100 °C |
| Суу муздаткычтын температурасы | 20 °C |
| Циклге жылытуу убактысы | 5 с |
| Цикл үчүн муздатуу убактысы | 26 с |
| TIM (фазалык өзгөртүү) | Laird TPCM 7200 |
Адатта, механикалык монтаждоодон кийин фазаны алмаштыруучу материалды мешке бышыруу керек, TIM фазасын өзгөртүү үчүн модулдун корпусу менен радиатордун ортосундагы микроскопиялык боштуктарды андан ары толтуруу жана модулдун корпусунан радиаторго чейин жылуулук каршылыгын азайтуу үчүн. Жогорудагы эксample 7-сүрөттө жана 8-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, 0.52 °C температурада 0.42 саат бышыргандан кийин аппараттын кошулуусунан сууга чейинки жылуулук каршылыгы 1 °C/Вттен 65 °C/W чейин төмөндөйт. Сураныч, толук нускамалар үчүн TIM камсыздоочусуна кайрылыңыз.
ЭСКЕРТҮҮ: Оптималдуу иштешин камсыз кылуу үчүн ар кандай фазаны өзгөртүү материалынын түрү TIM (фазаны өзгөртүү материалы) сатуучусунун көрсөтмөлөрүн аткаруу менен кардар тарабынан бааланышы жана кошумча сыналышы керек.
Модулду радиаторго орнотуу
Монтаждоо процедурасы модулдун жана радиатордун ортосундагы фазаны алмаштыруучу материал менен эффективдүү байланышын кепилдөөчү маанилүү фактор болуп саналат. Эки компоненттин ортосунда локализацияланган бөлүнүүнү болтурбоо үчүн радиатор менен модуль бүт аймакка тийбеши керек экенин эске алыңыз. 2-таблицада радиаторду орнотуу боюнча монтаждоо боюнча көрсөтмөлөр келтирилген.
Таблица 2. onsemi SiC E1B МОДУЛУНУН ЖЫЛЫТУУЧУ ОРНОТУУ СУНУШТАРЫ
| Жылыткычты орнотуу | Description |
| Бурама өлчөмү | M4 |
| Бурама түрү | DIN 7984 (ISO 14580) жалпак розетка башы |
| Жылыткычтагы буроонун тереңдиги | > 6 мм |
| Жазгы кулпу жуугуч | DIN 128 |
| Жалпак шайба | DIN 433 (ISO 7092) |
| Монтаждоо моменти | 0.8 Нмден 1.2 Нмге чейин |
| TIM | Сураныч, Laird Tpcm сыяктуу материалды өзгөртүңүз |
Монтаждоо боюнча башка ойлор
орнотулган модулдун жалпы системасы каралышы керек. Модуль жылуулук раковинага жана схемага туура бекитилсе, буюмдун жалпы өндүрүмдүүлүгүнө жетишилет.
ПХБ модулга гана ширетилгендиктен титирөөнү азайтуу үчүн тиешелүү чараларды көрүү керек.
Алсыз ширетилген терминалдардан качуу керек. Жеке төөнөгүчтөрдү максималдуу басым, чыңалуу жана ПХБ менен радиатордун ортосундагы адекваттуу аралыкты кардардын өтүнүчү боюнча баалоо керек болгон жылыткычка перпендикуляр гана жүктөөгө болот.
ПХБ жана модулдагы механикалык стрессти азайтуу үчүн, айрыкча ПХБ оор компоненти болгондо, космостук постту колдонуу сунушталат, 9-сүрөттү караңыз.
9-сүрөт. E1B модулунун ПХБ жана радиаторду космос посту менен орнотуу
ПХБ монтаждоо тешигинин мейкиндик посту менен четинин ортосундагы сунушталган өлчөм (X) ≤ 50 мм.
Бир эле ПХБга бир нече модулдар орнотулган учурда, модулдардын ортосундагы бийиктиктин өзгөрүшү ширетүүчү түйүнгө механикалык стресстерге алып келиши мүмкүн. Стрессти азайтуу үчүн, космостук посттордун сунушталган бийиктиги (H) 12.10 (±0.10) мм.
Тазалоо жана жылмалоо талаптары
Модуль менен ПХБнын ортосундагы монтаждын механикалык аралыгы IEC 60664-1 3-ревизияда талап кылынган клиренс жана жылма аралыкка жооп бериши керек. 10-сүрөттө иллюстрация көрсөтүлгөн.
Минималдуу жол-жоболор бул аймакта электр өткөргүчтүгүн алдын алуу үчүн адекваттуу аралыкка ээ болушу керек, бурама башы менен ПХБнын төмөнкү бетинин ортосундагы аралык.
Же болбосо, кошумча изоляциялоо чаралары, мисалы, ПХБ уячасы, каптоо же атайын идиштер, тиешелүү клиренс жана сүзүү аралыктары стандарттарына жооп берүү үчүн ишке ашырылышы керек.
Сүрөт 10. Бурама менен PCB ортосундагы боштук
Бурама түрү аны менен PCB ортосундагы минималдуу боштукту аныктайт. ISO7045 ылайыктуу таба баштуу бурамасы, DIN 127B ылайык кулпу шайба жана DIN 125A жалпак шайба, жана cl.amp 10-сүрөттө көрсөтүлгөн болсо, аралык 4.25 мм болот. Типтүү клиренс жана сүзүү маалымат баракчасында бар. Модулду тазалоо же сүзүү аралыктары боюнча кошумча маалымат үчүн колдонмону колдоо же сатуу жана маркетинг менен байланыша аласыз.
Бул документте көрсөтүлгөн бардык бренд аттары жана өнүмдөрдүн аталыштары алардын тиешелүү ээлеринин катталган соода белгилери же соода белгилери болуп саналат.
онсеми,
, жана башка аталыштар, белгилер жана бренддер Semiconductor Components Industries, LLC dba компаниясынын катталган жана/же жалпы мыйзам соода белгилери "онсеми" же анын Кошмо Штаттардагы жана/же башка өлкөлөрдөгү филиалдары жана/же филиалдары. onsemi бир катар патенттерге, товардык белгилерге, автордук укуктарга, коммерциялык сырларга жана башка интеллектуалдык менчикке укуктарга ээ.
тизмеси онсеми продукт/патент камтуусу боюнча жеткиликтүү болот www.onsemi.com/site/pdf/Patent−Marking.pdf. onsemi эч кандай эскертүүсүз бул жердеги ар кандай өнүмгө же маалыматка каалаган убакта өзгөртүү киргизүү укугун өзүнө калтырат. Бул жерде маалымат "болсо, ошондой" жана берилет onsemi маалыматтын тактыгына, продуктунун өзгөчөлүктөрүнө, жеткиликтүүлүгүнө, функционалдуулугуна же кандайдыр бир максатка ылайыктуулугуна эч кандай кепилдик, өкүлчүлүк же кепилдик бербейт, ошондой эле onsemi кандайдыр бир продуктту же схеманы колдонуудан же колдонуудан келип чыккан ар кандай жоопкерчиликти өзүнө алат, ошондой эле ар кандай жана бардык жоопкерчиликтен баш тартат, анын ичинде атайын, кошумча же кокустук зыяндарды чектөөсүз. Сатып алуучу анын өнүмдөрү жана колдонмолору үчүн жооп берет onsemi өнүмдөр, анын ичинде бардык мыйзамдарга, эрежелерге жана коопсуздук талаптарына же стандарттарга ылайык келген колдоо же колдонмолор тарабынан берилген маалыматка карабастан onsemi. "Типтүү" параметрлерди камтышы мүмкүн onsemi маалымат баракчалары жана/же спецификациялар ар кандай тиркемелерде өзгөрүшү мүмкүн жана иш жүзүндө аткаруу убакыттын өтүшү менен өзгөрүшү мүмкүн. Бардык операциялык параметрлер, анын ичинде “Типтиктер” кардардын ар бир өтүнмөсү үчүн кардардын техникалык эксперттери тарабынан текшерилиши керек. onsemi өзүнүн интеллектуалдык менчик укуктарынын же башкалардын укуктарынын астында эч кандай лицензия бербейт. onsemi өнүмдөр жашоону колдоо тутумдарында же FDA 3 классындагы медициналык аппараттарда же чет өлкөлүк юрисдикцияда бирдей же окшош классификацияга ээ медициналык аппараттарда же адамдын денесине имплантациялоо үчүн арналган ар кандай түзмөктөрдө маанилүү компонент катары колдонууга иштелип чыккан, арналган же уруксат берилбеген. Сатып алуучу сатып алуу же колдонуу керек onsemi ар кандай ушундай күтүлбөгөн же уруксатсыз өтүнмө үчүн продуктылар, Сатып алуучу ордун толтурууга жана кармап турууга тийиш onsemi жана анын кызматкерлери, кызматкерлери, туунду компаниялары, филиалдары жана дистрибьюторлору бардык дооматтардан, чыгымдардан, зыяндардан жана чыгашалардан жана акылга сыярлык адвокаттык жыйымдардан, түздөн-түз же кыйыр түрдө, мындай максатсыз же уруксатсыз пайдалануу менен байланышкан жеке жаракат же өлүм боюнча ар кандай дооматтардан зыянсыз. , мындай доомат ушуну ырастаса да onsemi бөлүктүн дизайнына же өндүрүшүнө кайдыгер мамиле жасаган. onsemi бирдей мүмкүнчүлүк/оң иш-аракет Иш берүүчү болуп саналат. Бул адабият бардык тиешелүү автордук укук мыйзамдарына баш ийет жана эч кандай түрдө кайра сатууга болбойт.
КОШУМЧА МААЛЫМАТ
ТЕХНИКАЛЫК БАСЫЛМАЛАР:
Техникалык китепкана: www.onsemi.com/design/resources/technical−documentation
onsemi Webсайт: www.onsemi.com
ОНЛАЙН КОЛДОО: www.onsemi.com/support
Кошумча маалымат алуу үчүн, сураныч, жергиликтүү сатуу өкүлү менен байланышыңыз www.onsemi.com/support/sales
Документтер / Ресурстар
 |
onsemi SiC E1B модулдары [pdf] Колдонуучунун колдонмосу AND90340-D, SiC E1B модулдары, SiC E1B, модулдары |