Yüksek voltajlı bir transistör bu kadar küçük ambalajlarda nasıl olabilir?

Örneğin:

• STN0214 - Çok yüksek voltaj NPN güç transistörü

Kollektörü ve vericisi arasında 1 kV'dan daha fazla kabul ettiği söylenir. Bir SOT-223 paketinde gelir (3 pin artı bir sekme). Nemli hava için 1 kV / mm dielektrik kuvveti ile, elektrotlar arasında bir ark görünmüyor mu?

Yoksa paketi yapıştırıcı veya havadan dielektrik dayanımı yüksek olan başka bir malzemeye mi sarmak zorundasınız?

Hmm, sıkı görünüyor. Pim aralığı 2,3 mm ve maksimum pim genişliği .85 mm'dir ve pimler arasında 1,45 mm minimum boşluk bırakmaktadır. Transistör, bitişik pimlerdeki 1.4 kV CE için tanımlanmıştır, bu yüzden yaklaşık 1 kV / mm'dir. Dediğim gibi, bu sıkı görünüyor ve bunu daha da kötüleştirmemek için PCB ayakizini tasarlarken dikkatli olmalısınız.

Genellikle PCB pedlerini pimlerden biraz daha geniş hale getiririm, ancak bu durumda yapmazdım. Pedleri pimlerle aynı genişlikte olsa bile, herhangi bir hizalama hatası boşlukta kesilir.

Genel olarak, 1 kV / mm'nin biraz altına inmek için pimler arasında daha fazla boşluk bulunan daha büyük bir paketi tercih ederim.

Evet, tipik olarak montajdan sonra pimleri mühürlemek için bir bileşik uygularsınız. Daha büyük boşluklar için bile bu genellikle yapılır, çünkü uçlar keskin köşelere sahiptir (korona ve bozulmaya daha yatkın). Gerilim 1kV üzerine çıktığında rutin olarak büyük parçalara (HV röleleri vb.) Corona Dope gibi bir şey ekleriz . Bu, ~ 145kV / mm siparişte koruma sağlar ve hem yayları hem de korona deşarjını baskılar . Elbette Corona Dope bu kısım için en uygun bileşik değil, tabii ki - sadece örnek vermek. Her durumda, cihazı en fazla 1,4kV değerinde çalıştıran bir sistemde bir çeşit uyumlu yalıtım kaplaması gerekir.

Daha büyük endişe verici olan PCB'nin kendisi ve izleri / pedleri olacaktır - çip standart düşük voltajlı PCB malzemeleri ve tasarım standartları için çok sıkıdır (yani: IPC tarafından belirtilen malzemelerle yapılmış bir levha). Örneğin, IPC2221A spesifikasyonları, sürekli kaplanmış harici iletkenler için minimum mesafeyi gösterir (yani: talaş uçları - yukarıdaki gibi kaplanmış olarak varsayılır):

• 0,8 mm @ 500 V + 0,00305 mm / V ayrıca
• -> 1.4kV için bu 0.8 + 900 * 0.00305 = 3.545 mm'dir

İç panel izlerinin bile, çipin izin verdiğinden daha fazla aralıklarla (2,5 mm, benzer bir hesaplama ile) yapılması gerekir. Orta veya yüksek gerilimli PCB'ler için diğer önemli hususlar, pedlerin ve izlerin şeklidir - bunlar genellikle yuvarlatılmalıdır, izlerin yön değiştirdiği keskin köşeleri elimine eder ve keskin köşeli kareler yerine yuvarlatılmış dikdörtgen pedleri kullanın.

Bu nedenle, bileşen uçlarını monte edildikten sonra yalıtkan bir bileşik ile kaplamanın gerekmesine ek olarak, düşük voltaj devreleri için tasarlanmış standart bir PCB, bu bileşen için maksimum derecesinde uygun olmayacaktır. Bu nedenle , orta gerilim (genellikle ~ 600-3000V) uygulamaları için özel olarak tasarlanmış bir kart üzerine monte etmeniz gerekir .

Kolektör ile diğer pimler arasındaki asgari mesafenin ne olduğu açık değildir, ancak 1 mm'den biraz daha fazla olduğu görülüyor. Muhtemelen kuru havaya sahip, sadece yeterli olacak olan kapalı bir muhafaza içerisinde (herkesin maksimum değere yakın bir yerde kullanabileceğini varsayalım!). Diğer bir olasılık, uygun bir kaplama uygulamaktır .

ANCAK, transistörün bu gerilimi kaldırabilmesi gerçeği, onu bu gerilime kadar çalıştırmak zorunda olmadığınız anlamına gelmez. Örneğin 600 V'ta çalıştırırsanız, transistör bozulmadan önce önemli bir marjınız olur. Bazı durumlarda olması güzel olabilirdi.

Yüksek voltajda dikkat edilmesi gereken noktalar fiziksel katmandaki boşluk ve sızıntıdır. Gümrükleme, ilgi noktaları ile genellikle kullanılan standart arasındaki en kısa yoldur. IPC-2221A. Tam sayfa, PCB üzerindeki en kısa elektrik yoludur. Bu mesafelerden herhangi biri yukarıdaki referansta olduğundan daha az ise, tahmin ettiğiniz gibi, daha iyi yalıtım özelliklerine sahip bir bileşik gereklidir. Yukarıdaki referans, yüzey katmanları için uygun şekilde kaplanmış ve kaplanmamış plakalar için değerler verir. Bu konuda bir takım çözümler var. Bu, özel sorunuza basit bir cevaptır. Yüksek voltajın dikkate alınması gereken daha birçok sorunu var.