Силовые модули по технологии Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм

28 декабря 2020

управление питаниемответственные примененияInfineonстатьядискретные полупроводникиAC-DC

Электронные силовые полупроводниковые модули производства Infineon выполнены по технологии Solder Bond и поставляются на рынок в типоразмерах 34 и 50 мм. В статье представлены их основные параметры, особенности монтажа и рассмотрен процесс нанесения термопасты методом трафаретной печати.

Конструкция устройства, использующего данные компоненты, во многом определяется условиями эксплуатации, поэтому наряду с этапами, направленными на обеспечение требуемых электрических характеристик, тепловых характеристик и продолжительности срока службы изделия процесс разработки обязательно должен включать этап конструирования.

Обращаем ваше внимание, что советы и рекомендации, содержащиеся в данной статье, не могут охватывать все возможные области применения и условия эксплуатации данных компонентов. Инструкции по монтажу и применению модулей не заменят указания специалистов вашего технического департамента, детального изучивших конкретные приложения. Однако мы постараемся максимально подробно познакомить вас с характеристиками силовых полупроводниковых модулей Infineon, выполненных по технологии Solder Bond.

Качество поставляемой продукции

Все тиристорные и диодные модули перед поставкой проходят испытания в соответствии со стандартом IEC60747-15. Следовательно, входной контроль со стороны пользователя не требуется.

После финального визуального осмотра устройства упаковываются в транспортную тару. В результате финишной обработки допускаются незначительные отклонения геометрических размеров основания модуля в диапазоне нескольких микрометров, не выходящие за пределы соответствующей спецификации Infineon. Эти отклонения никак не влияют на тепловые, электрические характеристики или надежность модулей Solder Bond.

После извлечения модулей из транспортной тары пользователю необходимо внимательно ознакомиться с содержимым раздела «Пути утечки и величины зазоров модулей» для получения дальнейших указаний по обращению с изделиями и сопутствующей информации

Хранение и транспортировка модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм

Во время транспортировки и хранения модулей следует избегать воздействия на них больших нагрузок, вызванных ударами и/или вибрацией, а также экстремальных климатических условий, выходящих за допустимые пределы, установленные для условий хранения, рекомендованных компанией Infineon [1].

Длительность хранения изделий при рекомендуемых условиях не должна превышать сроков хранения, указанных в документе [1].

Предварительная сушка модулей Solder Bond типоразмера 50 мм перед монтажом, рекомендуемая для дискретных компонентов в литых корпусах (таких как микроконтроллеры, полупроводниковые компоненты в корпусах TO и так далее), не требуется, если условия хранения модулей соответствовали рекомендованным.

Маркировка модулей, соответствие директивам RoHS

Модули Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм производства компании Infineon соответствуют директивам RoHS, о чем свидетельствует символ «G» в коде даты изготовления (рисунок 1). Подробная информация об используемых материалах предоставляется компанией Infineon по отдельному запросу в виде спецификаций материалов (MDS).

Рис. 1. Маркировка модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм

Рис. 1. Маркировка модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм

Выбор модуля

Модули Solder Bond типоразмеров 34 мм и 50 мм выпускаются в различных конфигурациях для разных значений напряжения и силы тока. Полный обзор ассортимента продукции, а также программную среду для подбора модулей и их моделирования (IPOSIM) можно найти на сайте производителя.

Максимальные значения, указанные в технических паспортах изделия и руководствах по применению, представляют собой действительно предельные значения, которые нельзя превышать даже кратковременно. Любое превышение максимальных значений может привести к повреждению или разрушению компонентов. Дополнительную информацию можно найти в руководстве по применению [2].

При выборе устройства, наиболее подходящего для конкретного применения, необходимо учитывать различные факторы. На рисунке 2 приведена расшифровка обозначения типа модуля, по которому можно определить его конфигурацию (рисунок 3) и основные характеристики.

Рис. 3. Конфигурации модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм

Рис. 2. Обозначение типа модуля Solder Bond

Рис. 2. Обозначение типа модуля Solder Bond

Рис. 3. Конфигурации модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм

Сроки службы модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм можно определить из кривых, представленных на рисунке 4.

Рис. 4. Диаграммы энергетических циклов модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм

Рис. 4. Диаграммы энергетических циклов модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм

Дополнительная информация о расчете срока службы модуля представлена в документе [5]. Данные о выборе класса напряжения модуля и работе на больших высотах можно найти в документе [2].

Допустимые климатические условия эксплуатации

Модули Solder Bond типоразмеров 34 мм и 50 мм не герметичны. Корпус и компаунд, используемый для электрической изоляции внутри корпуса, проницаемы для влаги и газов в обоих направлениях. Вследствие этого влажность внутри корпуса будет соответствовать влажности окружающей среды.

Активная эксплуатация модулей Solder Bond 34 и 50 мм допускается в условиях окружающей среды, соответствующих классу 3K3 для стационарных установок, согласно стандарту EN60721-3-3.

Нельзя допускать воздействия на модули влаги, обусловленной, например, конденсацией, в том числе в сочетании с климатическими условиями, выходящими за рамки, установленные стандартом EN60721-3-3 для класса 3K3. При необходимости следует предусмотреть дополнительные меры защиты.

Пути утечки и величины зазоров

При определении требований, касающихся изоляции, необходимо учитывать все стандарты, относящиеся к конкретному применению, в частности, стандарты, регламентирующие величины зазоров и длины путей утечки.

Чертежи, относящиеся к конкретному модулю, приводятся в его техническом паспорте. Также файлы в виде 3D-моделей можно получить, обратившись в компанию КОМПЭЛ.

Величины зазоров и путей утечки необходимо учитывать, в частности, при выборе винтов и шайб. Пожалуйста, обратите внимание на указания в [2].

В технических паспортах модулей указаны кратчайшие пути утечки и наименьшие зазоры для одиночного модуля без каких-либо внешних подключений при степени загрязнения 2, в соответствии с IEC60664-1 (рисунки 5 и 6). Величины различных зазоров и путей утечки приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Зазоры и пути утечки для модуля Solder Bond типоразмера 50 мм

Описание Величина, мм Путь
Путь утечки 1 31 AK – GND
Путь утечки 2 53 K – GND
Путь утечки 3 28 K – A
Путь утечки 4 16,5 A – Клемма
Путь утечки 5 44 Клемма – GND
Зазор 6 16,5 K – A
Зазор 7 21 M8 – GND

Рис. 5. Кратчайшие пути утечки и наименьшие зазоры в модуле Solder Bond типоразмера 50 мм без каких-либо внешних подключений

Рис. 5. Кратчайшие пути утечки и наименьшие зазоры в модуле Solder Bond типоразмера 50 мм без каких-либо внешних подключений

Таблица 2. Зазоры и пути утечки — модуль Solder Bond типоразмера 34 мм

Описание Величина, мм Путь
Путь утечки 1 25 AK – GND
Путь утечки 2 15 K – A, AK – K
Путь утечки 3 10,2 A – Клемма
Зазор 4 10 K – A, AK – K

Рис. 6. Кратчайшие пути утечки и наименьшие зазоры в модуле Solder Bond типоразмера 34 мм без каких-либо внешних подключений

Рис. 6. Кратчайшие пути утечки и наименьшие зазоры в модуле Solder Bond типоразмера 34 мм без каких-либо внешних подключений

В любом случае необходимо проконтролировать все пути утечки и зазоры на соответствие стандартам для конкретного применения. При необходимости следует обеспечить требуемые значения путем создания дополнительных изоляционных барьеров.

Подключение к модулю и его установка на радиатор

Характеристики радиатора

Модули Solder Bond типоразмера 34 мм имеют основание размером 34х94 мм, а модули типоразмера 50 мм имеют  основание размером 50х92 мм.

Тепло, выделяемое модулем из-за рассеивания мощности, должно отводиться посредством соответствующего радиатора, чтобы температура перехода во время работы не превысила предельного значения (TVJM), указанного в техническом паспорте модуля [2]. Во время установки модуля на радиатор особое внимание следует уделить состоянию его поверхности, поскольку интерфейс между радиатором и модулем оказывает сильное влияние на теплопроводность и распределение энергопотерь.

Поверхность радиатора, контактирующая с основанием модуля, должна соответствовать следующим условиям:

  • плоскостность поверхности ≤ 10 мкм на длине 100 мм;
  • шероховатость поверхности (RZ) ≤ 10 мкм.

В противном случае неравномерное теплораспределение и неравномерный отвод тепла могут привести к частичному перегреву полупроводниковых кристаллов.

Контактирующие поверхности основания модуля и радиатора не должны иметь повреждений и загрязнений, которые могли бы ухудшить тепловой контакт между модулем и радиатором. Перед установкой модуля на радиатор рекомендуется очистить все поверхности чистой безворсовой тканью.

Радиатор должен иметь достаточную жесткость, чтобы исключить дополнительные механические нагрузки на основание модуля в процессе установки и последующей транспортировки. В течение всего процесса сборки с радиатором необходимо обращаться так, чтобы исключить появление скручивающих усилий, например, используя подходящий держатель.

Термопаста

В любом случае плоскостность и рельеф поверхностей основания модуля и радиатора будут хоть немного, но отличаться, поэтому избежать появления микроскопических пустот между этими деталями невозможно. Для обеспечения хорошей передачи тепла от модуля к радиатору необходимо использовать подходящий теплопроводящий материал, такой как термопаста, чтобы заполнить пустоты между двумя поверхностями.

Используемый теплопроводящий материал должен иметь стабильные характеристики и сохранять постоянное значение теплового сопротивления в течение всего срока службы изделия при работе в реальных условиях. Если тепловые характеристики материала со временем ухудшаются, возникает опасность перегрева полупроводниковых кристаллов, что сокращает срок службы модуля. Вокруг монтажных отверстий термопасту следует наносить таким образом, чтобы она не попала на резьбу крепежных винтов, поскольку это может повлиять на величину момента их затяжки.

Термоинтерфейс (TIM) производства компании Infineon

Для обеспечения стабильной работы силовых модулей в течение длительного времени компания Infineon разработала теплопроводящий материал с изменяемым фазовым состоянием (TIM), имеющий превосходные тепловые характеристики.

Модули Solder Bond типоразмера 50 мм могут поставляться с предварительно нанесенным TIM (также их можно заказать в КОМПЭЛ). Условное обозначение таких модулей содержит специальный суффикс. Более подробная информация содержится в [3].

На рисунке 7 представлен пример рисунка на основании модуля после нанесения TIM.

Рис. 7. Модуль с нанесенным TIM (термоинтерфейсом)

Рис. 7. Модуль с нанесенным TIM (термоинтерфейсом)

Если вы используете модули типоразмера 50 мм с нанесенным TIM, то можете сразу перейти к разделу «Установка модуля на радиатор».

Нанесение стандартной термопасты и трафаретная печать

При использовании модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм, на которых TIM не был нанесен производителем, пользователь должен нанести термопасту самостоятельно. Применяемая термопаста должна быть стабильной и сохранять постоянное значение теплового сопротивления в течение всего срока службы изделия в реальных условиях эксплуатации.

Для достижения оптимального результата все элементы, такие как основание модуля, рисунок нанесения термопасты, контактная поверхность радиатора и сам нанесенный материал, следует рассматривать как составные компоненты единого пути передачи тепла.

Ручное нанесение термопасты равномерным слоем микронной толщины – весьма нетривиальная задача, поскольку нанесенный материал должен заполнить все пустоты и, в то же время, должен обеспечить надежный контакт «металл-металл» между поверхностями основания модуля и радиатора. Поэтому рекомендуется наносить термопасту методом трафаретной печати. Используя этот метод, можно регулировать толщину наносимого материала и его распределение по площади, чтобы в результате получить слой термопасты точно заданной толщины и с воспроизводимым рисунком. Этот метод также обеспечивает распределение термопасты в соответствии с формой и геометрией основания модуля, что гарантирует наличие термопасты только в тех местах, где это необходимо.

Дополнительные инструкции по использованию трафаретов для трафаретной печати (рисунок 8) и нанесению термопасты приведены в соответствующем руководстве по применению [4].

Чертежи трафаретов для нанесения термопасты можно получить у официального дистрибьютора Infineon – компании КОМПЭЛ.

Рис. 8. Трафарет для модуля Solder Bond типоразмера 50 мм

Рис. 8. Трафарет для модуля Solder Bond типоразмера 50 мм

Для получения воспроизводимых результатов при нанесении слоя термопасты процесс трафаретной печати должен быть стабильным. Один из способов обеспечения такой стабильности — использование специальной оснастки (рисунок 9).

Рис. 9. Приспособление для нанесения термопасты методом трафаретной печати (а), нанесение термопасты с использованием трафарета (б)

Рис. 9. Приспособление для нанесения термопасты методом трафаретной печати (а), нанесение термопасты с использованием трафарета (б)

При нанесении термопасты необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

  • Очистите трафарет от возможных остатков термопасты. Для этого можно использовать подходящий растворитель, такой как изопропанол или этиловый спирт. Соблюдайте правила техники безопасности при обращении с этими веществами.
  • Совместите трафарет и модуль. Для этого можно использовать приспособление/оснастку, удерживающее модуль (рисунок 9).
  • Опустите трафарет на основание модуля.
  • Нанесите термопасту через трафарет. Крайне важно, чтобы все отверстия трафарета были полностью заполнены.
  • Поднимите трафарет и снимите модуль.
  • После нанесения термопасты проведите визуальный осмотр, чтобы убедиться, что все вырезы трафарета были заполнены. При нанесении термопасты, особенно при ручном выполнении этой операции, плохое выравнивание трафарета может привести к незначительным отклонениям в количестве нанесенной термопасты, что в свою очередь приведет к увеличению температуры модуля на несколько градусов по сравнению с ожидаемой.
  • Настоятельно рекомендуется после нанесения термопасты измерить толщину ее слоя, чтобы убедиться в наличии достаточного количества термопасты.
  • При нанесении термопасты через трафарет с использованием инструмента необходимо периодически контролировать возможный износ трафарета, влекущий за собой уменьшение толщины слоя. Трафареты, имеющие толщину меньше заданной, подлежат замене.

Альтернативные методы нанесения обычной термопасты

Также термопасту можно наносить вручную. Как правило, достаточно слоя толщиной 50 мкм, равномерно распределенного по площади основания модуля.

Нанести такой тонкий слой вручную с помощью валика или зубчатого шпателя достаточно проблематично. Однородность слоя термопасты и воспроизводимость результатов этой операции всегда будут под вопросом. Проконтролировать толщину слоя термопасты можно с помощью гребенчатого толщиномера мокрого слоя, как показано на рисунке 10.

Расположите гребенку перпендикулярно поверхности и аккуратно вдавите ее в термопасту. На всех гранях гребенчатого толщиномера имеются зубцы разной высоты. Толщина слоя термопасты будет находиться в диапазоне между максимальным значением «покрытого», или «мокрого» зубца и минимальным значением «непокрытого», или «сухого» зубца гребенки.

Рис. 10. Использование гребенчатого толщиномера мокрого слоя для измерения толщины термопасты

Рис. 10. Использование гребенчатого толщиномера мокрого слоя для измерения толщины термопасты

Установка модуля на радиатор

При установке модуля необходимо учитывать допуски, указанные в техническом паспорте изделия. Габаритный чертеж любого модуля содержится в его техническом паспорте. Также этот чертеж можно получить в виде файлов 3D-моделей, обратившись в компанию КОМПЭЛ. Значения моментов затяжки резьбовых соединений и технологические инструкции, приведенные в данном разделе, применимы к модулям как с предварительно нанесенным TIM, так и с термопастой, нанесенной пользователем.

Крепление модуля к радиатору с использованием винтов должно производиться таким образом, чтобы усилия, прикладываемые ко всем компонентам, находились в допустимых границах и не приводили к возникновению нагрузок, превышающих предел текучести. Использование стопорных шайб увеличивает эластичность резьбового соединения, компенсируя ослабление соединения и влияние температурных циклов. Это позволит сохранить усилие предварительной затяжки резьбового соединения и предотвратить самоотвинчивание винтов с течением времени.

Момент затяжки должен быть выбран таким, чтобы усилие предварительной затяжки обеспечивало чисто фрикционное соединение компонентов. Для точного определения усилия предварительной затяжки и момента затяжки необходимо знать коэффициент трения. Этот коэффициент зависит от различных факторов, таких как сочетание материалов, шероховатость поверхности, температура, наличие смазки и так далее. Коэффициент трения в типичной резьбовой паре из алюминиевого радиатора и оцинкованного стального винта M5 составляет около 0,14. Любые действия, приводящие к изменению коэффициента трения в элементах конструкции, потребуют корректировки момента затяжки резьбовых соединений.

При затяжке винтов следует ориентироваться на рекомендованное значение максимального момента затяжки MMAX (таблица 3). Однако превышать это значение нельзя.

Таблица 3. Параметры установки и крепления модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм

Описание Значение Комментарии
Крепежные винты 34 мм M6 Для крепления модуля рекомендуется использовать винты стандарта ISO4762, DIN6912 и DIN7984 в комплекте с подходящей шайбой, например, DIN433 или DIN125, и стопорной шайбой для предотвращения самоотвинчивания или же комбинированные винты стандарта DIN6900 с невыпадающей пружинной шайбой, предотвращающей самоотвинчивание (рисунки 11 и 12).
50 мм M5
Рекомендуемый максимальный момент затяжки MMAX = 5 Н⋅м ± 15% Определено для коэффициента трения 0,14 (чистый и сухой винт, алюминиевый радиатор, винт ISO14581, оцинкованный, с накатанной резьбой). Используемый момент затяжки должен определяться, исходя из максимального момента.
Рекомендуемый класс прочности винта 8,8 Минимум 6,8.
Минимальная глубина ввинчивания винта в радиатор, мм 34 мм 1,6 × d = 9,6 Алюминиевый радиатор.
50 мм 1,6 × d = 8,0

Рис. 11. Установка и крепление модуля Solder Bond типоразмера 50 мм

Рис. 11. Установка и крепление модуля Solder Bond типоразмера 50 мм

Рис. 12. Установка и крепление модуля Solder Bond типоразмера 34 мм

Рис. 12. Установка и крепление модуля Solder Bond типоразмера 34 мм

Другие сочетания материалов винта и/или радиатора могут потребовать уточнения значений указанных характеристик, а также оценки вероятности возникновения коррозии между контактирующими материалами.

Винты крепления модуля следует равномерно затягивать крест-накрест с моментами, указанными ниже. Для достижения оптимального теплового контакта модуля с радиатором затяжку винтов рекомендуется производить следующим образом:

  1. поместите модуль с термопастой на чистый радиатор и слегка закрепите его двумя винтами, завинтив их примерно на половину длины резьбы;
  2. завинтите оставшиеся винты примерно на половину длины резьбы;
  3. затяните все винты с моментом около 0,5 Н⋅м в последовательности, показанной на рисунке 13.

Если на основание модуля нанесен TIM – перейдите к шагу 4. Если нет – затяните все винты с моментом около 1 Н⋅м в той же последовательности: 1, 2, 3, 4. Время ожидания перед переходом к шагу 4 зависит от вязкости термопасты и может определяться и устанавливаться самим пользователем. Ориентировочно время ожидания составляет 10…20 минут.

  1. Затяните винты с моментом 5 Н⋅м ± 15% в той же последовательности: 1, 2, 3, 4.

Рис. 13. Последовательность затяжки винтов при установке модуля на радиатор

Рис. 13. Последовательность затяжки винтов при установке модуля на радиатор

При использовании термопасты, в зависимости от ее свойств, может потребоваться контроль правильных значений моментов затяжки винтов после прогрева. Настоятельно рекомендуется выполнять такую проверку при использовании пленочного термоинтерфейса с фазовым переходом. Использование термопрокладок не рекомендуется.

Для оценки и контроля процесса сборки и выполнения соответствующего теплового расчета конструкции пользователю настоятельно рекомендуется провести ряд экспериментов и измерений. Необходимо в рабочих условиях провести измерение максимальной температуры перехода и убедиться в том, что эта температура не превышает значения максимальной температуры перехода, указанного в техническом паспорте (TVJM).

Для измерения температуры в области, находящейся как можно ближе к кристаллу, термодатчик необходимо поместить непосредственно под этим кристаллом, как показано на рисунке 14. Для этого необходимо знать точное положение кристалла в модуле. Эту информацию можно получить, обратившись в нашу компанию.

Рис. 14. Пример размещения термодатчиков при измерении температуры

Рис. 14. Пример размещения термодатчиков при измерении температуры

Температуру перехода (TVJ) можно определить, исходя из суммарной рассеиваемой мощности (PV) и температуры основания (TC), воспользовавшись формулой 1:

$$P_{V}=\frac{T_{VJ}-T_{C}}{R_{thJC}},\qquad{\mathrm{(}}{1}{\mathrm{)}}$$

где:

  • TVJ – температура перехода (предполагаемая);
  • ТС – температура основания;
  • PV – суммарная рассеиваемая мощность;
  • RthJC – тепловое сопротивление «переход-основание».

Подключение и монтаж силовых шин

При подключении силовых шин к модулю необходимо учитывать допустимые отклонения геометрических размеров, указанные на габаритных чертежах в техническом паспорте модуля. Положение (с учетом погрешностей) соседних элементов, таких как печатные платы, шины постоянного тока, монтажные винты или кабели, должно исключать воздействие статических и/или динамических растягивающих усилий на выводы модуля после выполнения соединения.

Для соединения с силовыми контактами модулей Solder Bond типоразмеров 34 и 50 мм следует использовать винты стандартов ISO4762, DIN7984 или DIN 7985, имеющие класс прочности не ниже 6,8, в сочетании с подходящими плоской и стопорной шайбами (или же комбинированные винты стандарта DIN6900). Затяжку винтов рекомендуется осуществлять с моментом, близким к максимально допустимому.

В то же время превышение максимально допустимых значений моментов затяжки, указанных в таблице 3, не допускается. Момент затяжки следует выбирать таким, чтобы усилие предварительной затяжки обеспечивало чисто фрикционное соединение компонентов. Для точного определения усилия предварительной затяжки и момента затяжки необходимо знать коэффициент трения. Этот коэффициент зависит от различных факторов, таких как сочетание материалов, шероховатость поверхности, температура, наличие смазки и так далее. В таблице 4 приведены значения момента затяжки оцинкованного стального винта с метрической резьбой. Соответственно, любое изменение коэффициента трения в резьбовом соединении потребует уточнения значения момента затяжки.

Таблица 4. Максимальные значения момента затяжки винтов крепления к силовым выводам модуля

Тип модуля Подключение Винт Максимальный момент MMAX, Н⋅м
SB50mm Силовые контакты M8 9 ±15%
SB34mm Силовые контакты M6 5 ±15%

Длина винта выбирается, исходя из максимальной глубины отверстия в модуле. Фактическая длина ввинчиваемого конца винта внутри модуля не должна превышать глубины отверстия, составляющей 14,5 мм (SB50) и 9,0 мм (SB34). Другие сочетания материалов винтов и/или клемм могут потребовать уточнения механических характеристик соединения, а также оценки вероятности возникновения коррозии между сопрягаемыми узлами.

Винтовые соединения с силовыми выводами должны быть выполнены таким образом, чтобы сумма всех усилий, приложенных к соединяемым деталям, не превысила пределов их текучести. Использование стопорных шайб увеличивает эластичность резьбового соединения и таким образом компенсирует ослабление соединения и влияние температурных циклов. В результате обеспечивается неизменность усилия предварительной затяжки и предотвращается ослабевание соединения с течением времени.

Максимально допустимые толкающие и тянущие усилия (в процессе сборки при Ta = 25°C) показаны на рисунках 15 и 16.

Рис. 15. Максимально допустимые усилия при сборке (SB50)

Рис. 15. Максимально допустимые усилия при сборке (SB50)

Рис. 16. Максимально допустимые усилия при сборке (SB34)

Рис. 16. Максимально допустимые усилия при сборке (SB34)

После того как будут выполнены подключения к силовым и управляющим контактам, следует исключить возникновение механических усилий, действующих на модуль, во всем диапазоне рабочих температур. После установки и подключения модуля все силы, прикладываемые к соединениям, должны способствовать улучшению контакта, то есть быть направлены в сторону основания модуля (рисунки 17 и 18). Пользователь должен самостоятельно оценить наличие таких сил и их величину. Следует всячески избегать воздействия статических усилий, прикладываемых в других направлениях, а также любых вибраций.

Рис. 17. Модуль SB50 в сборе и направление усилий предварительной затяжки

Рис. 17. Модуль SB50 в сборе и направление усилий предварительной затяжки

Рис. 18. Модуль SB34 в сборе и направление усилий предварительной затяжки

Рис. 18. Модуль SB34 в сборе и направление усилий предварительной затяжки

При проектировании шин, подключаемых к силовым выводам модуля, необходимо учитывать допустимую токовую нагрузку и дополнительные потери мощности в соединениях.

Подключение к управляющим контактам

Пример 1

Для подключения к управляющим контактам (выводу управляющего электрода и дополнительному выводу катода) можно использовать двухконтактную гнездовую колодку, поставляемую компанией Infineon в сборе с проводами, например, Gatelead L = 500 PB34-60. При ее использовании между нижним краем кожуха колодки и корпусом модуля остается зазор 0,5…1,0 мм. В двухконтактных гнездовых колодках предусмотрен механический ключ для защиты от неправильного подключения (рисунок 19).

Проверку и оценку допустимости и надежности предполагаемого способа подключения к управляющим контактам должен осуществлять сам пользователь.

Рис. 19. Пример подключения к клеммам управляющего электрода и дополнительного вывода катода тиристорного модуля SB 50 мм

Рис. 19. Пример подключения к клеммам управляющего электрода и дополнительного вывода катода тиристорного модуля SB 50 мм

Пример 2

Управляющие контакты модулей 34 мм и 50 мм выполнены в виде неизолированных клемм, соответствующих стандарту DIN 46244-A2.8-0.8-Bz с минимальной длиной L1 = 8,5 мм.

Стандартные ответные части, соответствующие стандарту DIN46245 или аналогичные плоские клеммы имеют зону контакта длиной L2 = 6,3 мм (рисунок 20).

Рис. 20. Стандартная изолированная клемма (гнездо на провод)

Рис. 20. Стандартная изолированная клемма (гнездо на провод)

Оценка пригодности и надежности соединителя, используемого для подключения к управляющим контактам, должна осуществляться самим пользователем. Если используются стандартные клеммы, упомянутые выше, то при полном надевании они не должны касаться корпуса модуля (рисунок 21).

Рис. 21. Подключение к управляющим контактам модуля с использованием стандартных изолированных плоских клемм

Рис. 21. Подключение к управляющим контактам модуля с использованием стандартных изолированных плоских клемм

Необходимо проконтролировать максимальные значения усилий вставки и извлечения, которые должны соответствовать спецификации модуля (рисунки 15 и 16).

Применение в условиях вибрационных и ударных нагрузок

Максимальные растягивающие и сжимающие усилия, значения которых указаны в приведенных выше инструкциях по монтажу, допускается прикладывать к механическим и электрическим соединениям только разово и кратковременно в процессе монтажа модуля.

Влияние механических воздействий, таких как вибрация и удары, зависят от конструкции конечного устройства и характера механических нагрузок и должны рассматриваться отдельно.

Литература

  1. TR14 Storage of Products supplied by Infineon Technologies
  2. AN2012-01 Technical Information for Bipolar Semiconductors
  3. AN2016-07 Module with applied Thermal Interface Material
  4. AN2006-02 Application of silk screen
  5. AN2010-02 Use of Power Cycling Curves for IGBT4

Оригинал

Перевел Андрей Евстифеев по заказу АО КОМПЭЛ

•••

Наши информационные каналы

О компании Infineon

Компания Infineon является мировым лидером по производству силовых полупроводниковых компонентов, а также занимает ведущие позиции по производству автомобильной полупроводниковой электроники и смарт-карт.  В 2015 году компания Infineon приобрела компанию International Rectifier, тем самым значительно усилив свои лидирующие позиции в области силовой электроники. Это сочетание открывает новые возможности для клиентов, так как обе компании превосходно дополняют друг друга благодаря высокому уровню ...читать далее

Товары
Наименование
TT500N12KOFHPSA2 (INFIN)
TT570N16KOFHPSA2 (INFIN)
TD570N16KOFHPSA2 (INFIN)
TD210N12KOFHPSA1 (INFIN)
TD210N16KOFHPSA1 (INFIN)
TD305N16KOFHPSA1 (INFIN)
TD330N16KOFHPSA2 (INFIN)
TD120N16SOFHPSA1 (INFIN)
TD122N22KOFHPSA1 (INFIN)
TD175N16SOFHPSA1 (INFIN)