Bir TO-220'yi bir bara ne kadar sıkı bağlayabilirim?

Yaklaşık 1 kHz'de 100-200A arasında geçiş yapması gereken 8 MOSFET'den (iki yönlü engelleme, her yönde 4) oluşan küçük bir anahtarlama devresi inşa ediyorum.

Kalın bakır tabakalı PCB kolayca bulunmadığından, çok daha iyi bir çözüm, MOSFET'leri doğrudan güç kablolarının da monte edildiği bir bara üzerine monte etmek olduğu sonucuna vardım. Bu nedenle, sadece Kaynak Pimi MOSFET'ler arasında (açık havada) lehimlemem gerekir. Bu, birkaç sorunu çözer: iyi ısı dağılımı, kablodan MOSFET'e düşük voltaj düşüşü ve çok az lehim ile tüm bileşenlerin kolay montajı / değiştirilmesi.

Sorum şu: TO-220 paketini baraya ne kadar sıkmalıyım? Tüm elektroniklerin siyah plastik parça içinde olduğunu ve bu yüzden istediğim kadar sıkılaştırabildiğimi varsaymak doğru mudur? Potansiyel problemler var mı, örneğin zayıf bağlantıya neden olan ısı çarpıtma vb.?

İşte meraklılar için şemam:

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Düzenle: MOSFET veri sayfasına bağlantı eklendi . Üreticinin paket ayrıntılarını gösteren, ancak sekmeye bağlı D'yi göstermeyen veri sayfası .

Isıyı çıkarmaya çalıştığınız parça kabaca siyah plastik parçanın merkezindedir ve kurşun çerçeveye monte edilmiştir. Uç çerçeveyi (metal kısım) aşırı sıkarak deforme etmek ısı transferinin zayıflamasına neden olur ve kalıbın kurşun çerçeveye veya yumuşak metal kurşun çerçeveyi hafifçe bükerse bile kalıba yapışmasına bile zarar verebilir.

Sen gerektiğini değil soğutma bloğu ile sıkı temas halinde istediğiniz parçası ideal olarak foto- sol kısmında görüldüğü gibi kalıp içeren kısmını çıkıntı. Vida ofsettir, çünkü kalıbın ortasından bir vidayı koymak uygun değildir, ancak gerçekten plastik ve ısı emicisinin altındaki parça arasında temas ve biraz basınç yaratmaya çalışıyorsunuz. Bazı üreticiler plastiğin kendisini iten yaylı klipsler kullanır. Bir Infineon sayfasından , burada büyük bir iç ölüme sahip bir parça var. Kalıbın kırılgan silikon olduğunu ve kurşun çerçevenin yumuşak ve yumuşak olduğunu unutmayın.

Vishay Siliconix , TO-220 paketleri için 15 inç (1,7 Nm) tork önermektedir . Burada gösterildiği gibi 10 inç-libre üzerinde sınırlı avantaj vardır:

Tork tornavidaları ve anahtarları güç cihazlarıyla kullanmak oldukça yaygındır ve diğer her şey gibi düzenli kalibrasyon ve test gerektirebilirler. Silahşörler vb. Tarafından kullanılan ucuz olanlar yaklaşık 50 ABD Doları'ndan başlar.

Tüm elektroniklerin siyah plastik parça içinde olduğunu varsayabilir miyim?

Evet,

ve böylece istediğim kadar sıkılaştırabileceğimi?

Hayır, çünkü bu, baraya vidaladığınız metal parçayı deforme eder ve siyah plastik parçanın iç kısımlarıyla hoş oynamaz :)

Ancak ham güç kullanmayı düşünmediğinizi varsayarsak:

Mahfazanın metal çubuğa bastırılması işi, mahfaza ile çubuk arasındaki termal gres tabakasının kalınlığını en aza indirmektir. Bir noktada, basınçtaki bu artış artık kalınlığı önemli ölçüde azaltmayacaktır. Ben buna "ortak bir tornavida ile elle hızlı" derdim; ama eminim resmi bir standart bunu belgelemektedir.

Sekmenin boşa bağlı olduğunu gösteren alternatif veri sayfasıyla DÜZENLE , devreniz çok daha mantıklı :)

Yani evet, bu durumda termal gres yok. Bunun yerine, açıkçası tarafından bara lehimledim

• lehim pastası uygulamak ve transistörleri bara üzerine yerleştirmek (montaj önemli titreşimlere maruz kalmadıkça, vidayla sabitlemek gerekmez): bu durumda lehim bağlantılarının çatlama riskini azaltmak için vida zorunludur),
• baranın aşağıdan lehim pastasının eridiği ve iyi temas ettiği noktaya kadar ısıtılması,
• ısıtmayı kapatın,
• ve hemen aşağıdan gelen "ısı dalgasının" çok daha yüksek bir sıcaklığa ulaşmamasını sağlamak için, muhtemelen temiz hava akımı ile soğutmaya hemen başlayın. Bununla birlikte, soğutma ile aşırıya kaçmayın, çünkü hızlı termal değişiklikler lehim ekleminin özellikleri veya transistörünüzün bütünlüğü için iyi değildir.

Bunu 263 paketiyle yapmak daha kolay olabilir.

TO-220 paketlerine yüksek akım bağlantıları ile devam ederseniz, kendiniz için bir kabus saha servis / onarım senaryosu oluşturmanızı öneririm. Herhangi bir profesyonel uygulama için bu gibi bir modül tabanlı cihazı seçmek çok daha iyidir bu . Bir bara montajına cıvatalanması gereken bir şey göz önüne alındığında modüller en iyisidir ve bugün aşırı pahalı değildir.
50-100 A serisine girdiğinizde, kablo boyutları bozulma eğilimindedir ve sıkıca sabitlenmelidir. Basit lehim bağlantıları her zaman risk altındadır ve zamanla kırılgan hale gelebilir.

Bir hobi için düşünmelisiniz:

1. Paketi TO-220 için baraya tutturan cıvata çok küçük. TO-220 montaj deliği çapının tamamını kullansanız bile, çelik ve yaylı rondela ile bile gerçek uzun süreli stabilite ile> 10 inç / lbs tab basıncına ulaşmanız mümkün değildir. Bunun gibi basınç kontakları yüksek akımlarda uygulanamaz.

2. Bir TO-220 paketinin lehimlenmesi her zaman bir seçenektir, ancak birden fazla cihazın bir baraya lehimlenmesi işe yaramaz bir çözümdür, muhtemelen onaramazsınız.
   Paketi bir bakır şeride lehimleyin (bu amaçla 0.125 x 0.5 x 1.25 ETP bakır tırnaklar kullanıyorum ). Bunlar bir SMT çekmecesinde kolayca lehimlenebilir (tırnağı ekleyin, daha sonra sıcaklık arkaya akı ile cihazı eklediğinizde), bu gibi tırnaklar makul tork kapasitesine sahip çok ve çok daha büyük montaj cıvata boyutlarına izin verir. Tırnakları baraya vidaladığınızda, bağlantıları temizleyin, ancak elektriksel olarak iletken olmadığı için soğutucu gresi kullanmayın. Daima somunun altında çelik bir yassı ve yaylı rondela ve vida başının altında düz bir rondela kullanın.

3. TO-220 kurşun çerçeve bağlantıları, özellikle daha yüksek akımda, serbest kablo bağlantıları için tasarlanmamıştır. Bunu yapmak varsa, o gibi bir lehim teli yüksüğü kullanmak bu sıcaklık yaş olasılığının düşük bir stressiz lehim eklem sağlamak için. Kabloyu da desteklemeniz gerekir, çünkü orta bir titreşim ortamınız olsa bile ana çerçeve kırılır. Leadframe herhangi bir yan veya esneme kuvvetine maruz bırakılmamalıdır. Bunun gibi bağlantıları stres giderici olarak iki parçalı bir bariyerle desteklemek iyi bir fikirdir.

Grafikten, 10 in-lb kullanmanız gereken tork gibi görünüyor.

Olası ısıtma ve mekanik problemler nedeniyle, vidanın başı ile TO-220 tırnağı arasında metal bir kilit rondelası kullanmanızı öneririm. Ek olarak, çıkıntıyı en aza indirmelisiniz, ancak kabloların baraya kısa devre yapmaya eğilimli bir konumda olduğu kadar kısa olmamalıdır.
Deneyimden daha iyi bir öğretmen olmadığına inanıyorum, bu yüzden devam edin ve devreyi inşa edin, tasarımınızın olabilecek eksikliklerini "gösterecektir". Bitmiş bir ticari ürün için değil, bunun bir prototip için uygun olduğunu unutmayın .

7nm ne kadar sıkı. Harici yıldız kilit rondelası ile birlikte bir somun ve cıvata kullanın, kalıcı iplik kilitli loctite bir dab to220 paketini güvenli bir şekilde tutacaktır.