Философский вопрос о силовых IGBT модулях Опции

[Kostolomus]

Вот представим себе какой-нибудь PIM модуль. Какой-нибудь так на 150 ампер. 12го класса. Много же таких попадается... Хоть у фуджи, хоть у инфинеонов, не суть важно. Пиковый ток 150, действующий получаицца так около сотенки, а, блин, выводы у них или под пайку, или под прессфит. То есть - в печатку.
Ну вот и объясните мне кто-нибудь, как эти уважаемые граждане в серийных решениях предполагают эти сто ампер по плате гонять??? Нет, ну я понимаю, многослойка с тоооолстой медью, но и там дорожки должны по 50мм быть, куды их девать потом! КАК? И в аппнотах ничего такого не нашел.

[injener]

Если Вы просчитаете эти модули по теплу, то увидете, что Вши 100А трансформируются в 25-30А...

[Kostolomus]

Если Вы просчитаете эти модули по теплу, то увидете, что Вши 100А трансформируются в 25-30А...

Не согласен. Нормально там все по теплу. Правдоподобно.

[injener]

Если честно, хотел бы я увидеть, как Вы снимете со стоамперного модуля на частоте в несколько килогерц при воздушном охлаждении 100 ампер длительно...

[Kostolomus]

Если честно, хотел бы я увидеть, как Вы снимете со стоамперного модуля на частоте в несколько килогерц при воздушном охлаждении 100 ампер длительно...

Минуточку, со стапятидесятиамперного...
Хм... Могу показать как мы снимаем с 75-амперного модуля 50 ампер рмс на 3 килогерца на воздушном охлаждении. Длительно. А что тут такого? Ну, или 100 рмс со 150 модуля. Длительно, на воздушном.
Вопрос то не в том был, что и как мне с тем модулем делать, а в том как разработчики планируют такие выводы модулей подключать.

[Petr_I]

Минуточку, со стапятидесятиамперного...
Хм... Могу показать как мы снимаем с 75-амперного модуля 50 ампер рмс на 3 килогерца на воздушном охлаждении. Длительно. А что тут такого? Ну, или 100 рмс со 150 модуля. Длительно, на воздушном.
Вопрос то не в том был, что и как мне с тем модулем делать, а в том как разработчики планируют такие выводы модулей подключать.

Да никак не планируют. Люди везде одинаковые. Им маркетоиды сказали надо 150 на плату - они сделали. А как это будет выглядеть в натуре ми по барабану, не их проблема, придумывайте сами. Таких электронных компонентов сейчас наплодили немерено и обычно фантастика написана именно в отношении теплового режима (вот injener про то же), хотя и по току бывает. Меня особенно радует когда в шапке даташита хвалятся маленькими корпусами, а начинаешь внимательно читать параметры - звездочка и внизу мелким текстом только для TO-220 (или еще какой монстр)

[NGK]

Вот представим себе какой-нибудь PIM модуль. Какой-нибудь так на 150 ампер. 12го класса. Много же таких попадается... Хоть у фуджи, хоть у инфинеонов, не суть важно. Пиковый ток 150, действующий получаицца так около сотенки, а, блин, выводы у них или под пайку, или под прессфит. То есть - в печатку.
Ну вот и объясните мне кто-нибудь, как эти уважаемые граждане в серийных решениях предполагают эти сто ампер по плате гонять??? Нет, ну я понимаю, многослойка с тоооолстой медью, но и там дорожки должны по 50мм быть, куды их девать потом! КАК? И в аппнотах ничего такого не нашел.

Можно посмотреть на 100А модуль под пайку? Я вот нашел под винт

[injener]

На самом деле Petr_I где-то близок к истине. Я общался как-то на семинаре с господином Колпаковым из Российского представительства Семикрона примерно на эту тему и он так и не объяснил понятно, как выдерживаются контактные плотности тока. В результате он отшутился в том же ключе, вроде, все равно предельно по току их никто не загружает...

[Kostolomus]

Можно посмотреть на 100А модуль под пайку? Я вот нашел под винт

Инфинеон 100 ампёр. Под пайку. FP100R12KT4
Уксус. 75 ампёр на горячую. MUBW75-12T8
Фуджи. 150 ампёр. 7MBR150VR120-50
Мицубиши. 100. CM100MXA-24S
Да и вообще их до... Много, в общем.
Понятно, что есть под винт. Это уже пройденный этап, неинтересно.

На самом деле Petr_I где-то близок к истине. Я общался как-то на семинаре с господином Колпаковым из Российского представительства Семикрона примерно на эту тему и он так и не объяснил понятно, как выдерживаются контактные плотности тока. В результате он отшутился в том же ключе, вроде, все равно предельно по току их никто не загружает...

Семикрон - не то. Они всякими пружинками сильно увлеклись. Я бы на его месте тоже бы отшутился.
То есть вы все хотите мне доказать, что ведущие мировые производители так вот разом сошли с ума, и выпустили массово доступные технически безнадежные продукты, обреченные на коммерческий успех? Уже лет десять как? Не верю.
Где б апноты нарыть?

[_Pasha]

Можно посмотреть на 100А модуль под пайку? Я вот нашел под винт

BSM100GP***, вот например BSM100GP60
там видно, что под силу идут по два пина. Можно напрячь два слоя + наращивание меди до 105 микрон. И тут недавно где-то развели болтовню про то, что наплавление припоя ничего не дает в плане тококвых способностей дорожки. Врут бессовестно

В результате он отшутился в том же ключе, вроде, все равно предельно по току их никто не загружает...

Самая шутка юмора - в применении SKiiP-ов. Но пипл применяет, 11-е - так точно. У них плата 70мкм. Мощность рейтинговая, однако. И ничё.

[injener]

Вот на вскидку приведенный модуль CM100MXA-24S
При 50А (замечу - сам производитель на графиках этим предел задает) энергия на включение - 5,5 мДж, выключения - тоже примерно 5,5. Итого на частоте 10 кГц получаем 110 Вт с одного транзистора. И это только потери на переключение. Транзисторов 6... + диоды. Итого греющая мощность к киловатту подберется... А тепловое сопротивление кристалл - корпус уже 0,2. Это ж какой перегрев получится? (((

Извиняюсь, привел данные для чопперного транзистора. Для инвертора немного получше. Но порядок цифр такой же будет

[Kostolomus]

там видно, что под силу идут по два пина. Можно напрячь два слоя + наращивание меди до 105 микрон.

И все равно дорожки будут мягко говоря зверские. Куда их деть? Сочинять крутую многослойку? Отделаную золотом?

И тут недавно где-то развели болтовню про то, что наплавление припоя ничего не дает в плане тококвых способностей дорожки. Врут бессовестно

Ы... А в цифрах?
Напаивать медяшки - нетехнологично...

Самая шутка юмора - в применении SKiiP-ов. Но пипл применяет, 11-е - так точно. У них плата 70мкм. Мощность рейтинговая, однако. И ничё.

Но не на столько же крутые амперы!

[_Pasha]

И все равно дорожки будут мягко говоря зверские.

Зверские, но короткие!

Но не на столько же крутые амперы!

ага, ето как посмотреть, если долго приглядываться к размерам рекомендуемой контактной площадки, и держать в уме тот факт, что в футпринтах старших моделей эти самые площадки тупо масштабируются...

[Kostolomus]

Вот на вскидку приведенный модуль CM100MXA-24S
При 50А (замечу - сам производитель на графиках этим предел задает) энергия на включение - 5,5 мДж, выключения - тоже примерно 5,5. Итого на частоте 10 кГц получаем 110 Вт с одного транзистора. И это только потери на переключение. Транзисторов 6... + диоды. Итого греющая мощность к киловатту подберется... А тепловое сопротивление кристалл - корпус уже 0,2. Это ж какой перегрев получится? (((

Дык, не 6 ключей работают, а 2... Ну, 1 и две половинки... С диодами то же самое. Ну, и наконец, на 10 килогерц не замахиваемся, 3х хватит. Таким образом греющая мощность вполне себе в рамках получается. Перегрев - ну, 40 по профилю, это в худшем случае, если использовать люминевые изделия отечественной чугунолитейной промышленности. По кристаллу - да не выше сотни в итоге, абсолютной температуры.
Это не абстрактные цифры, это вполне себе практические результаты для серийной продукции.
Так что перегрев вот такой, нормальный перегрев.

[injener]

Дык, не 6 ключей работают, а 2... Ну, 1 и две половинки... С диодами то же самое.

Не могли бы прояснить? Нагрузка трехфазная?

3 кГц - может быть и пройдет, но "звон" по идее хороший будет

Чтобы уже не плодить темы, сразу спрошу здесь. В модулях такого плана считают все потери всех приборов или как-то иначе?
Вот, например, ток нагрузки (одной фазы) 100А, ток транзистора (по среднему значению) 50А. Находим мощности потерь всех 6ти транзисторов при токе 50А или же как-то иначе? При дискретных приборах вопросов нет. А как будет здесь?

[Kostolomus]

Не могли бы прояснить? Нагрузка трехфазная?

Да.

3 кГц - может быть и пройдет, но "звон" по идее хороший будет

А то!
Но тут уж или работаем и звеним, или не работаем и не звеним... Свистим, кстати.
На наших мощностях выше лезть не то чтоб бессмысленно, а так, накладненько.

Чтобы уже не плодить темы, сразу спрошу здесь. В модулях такого плана считают все потери всех приборов или как-то иначе?
Вот, например, ток нагрузки (одной фазы) 100А, ток транзистора (по среднему значению) 50А. Находим мощности потерь всех 6ти транзисторов при токе 50А или же как-то иначе? При дискретных приборах вопросов нет. А как будет здесь?

Нет, все иначе. Система трехфазная, вектор тока один, распределяется все так, равномерненько. Поэтому обычно считают потери на одном ключе по максимальному пиковому току (нет у нас теплоемкости, про действующее забываем), умножают на 2 (распределение токов по ключам), и добавляют динамические потери. На 3х килогерцах это где-то столько же (плюс-минус), как и статика, то есть еще раз на 2. Входной выпрямитель аналогично. Нос к лаптю прикинули, сделали железку, погрели, убедились. Это вот буржуины до полватта высчитывают, чтоб у них кристаллы на предельной всегда стояли, а мы так, примерненько. Зато запас есть.
Шутка.
А еще на самом деле есть много софта от производителей, который это все считает. С картинками даже.
А как загрузить все шесть ключей на полную - ну, я не умею так...

Ну так по поводу печаток идеи есть? Тогда вот вам цитата дня (с сайта lem):

Легкий способ измерения токов до 400А в печатной плате при помощи компактного датчика

Вопрос простой: КАК???

[SmartRed]

Я использую F4-150R06KL4 (мост 150А 600В в Эконопаке 2).
Плюс с минусом там по 4 ноги, а выходы по 3 ноги.
ПП двухслойная.
Постоянка подведена полигонами шириной 130мм со стороны выходов.
На этих полигонах сидит гора электролитов.
Выходы выведены двумя слоями каждый на пятаки под пайку провода.

Правда режим работы у меня повторно кратковременный - 6 секунд максимальное время работы, но и частоты другие: 20 - 25 кГц.

А чем вас не устраивают приборы в человеческих корпусах под болты FS100R12PT4 - FS200R12PT4 (EconoPACK 4)?
Ну или в EconoPACK+ : FS150R12KE3 - FS450R12KE3 ?

[NGK]

Спасибо, посмотрел, вспомнил.
Вообще 100ADC среднего не выглядит для меня непомерным требованием для печатной платы. 30А/5В водил по плате 4 слоя 50мкм лично. Коллеги по 12-тислойной плате (по толщинам меди я их не спрашивал, но могу уточнить) водили (0,6 .. 0,8В)/60А.
50А - 100А спокойно водят по цифровым платам.
http://www.lineagepower.com/oem/pdf/NSR060A0X.pdf
https://www.powerconversion.com/assets/refe...v_trn_rev05.pdf
http://www.lineagepower.com/oem/pdf/APTS050A0X.pdf
Много слоев, аккуратная трассировка, возможно алюминиевое основание. Я так понимаю, что корпусов с мелким шагом выводов у вас на плате, где 100А нет, так что по толщине фольги Вы ограничены не так жестко, как люди с 1000-пиновыми BGA на плате.

[Kostolomus]

Я использую F4-150R06KL4 (мост 150А 600В в Эконопаке 2).
Плюс с минусом там по 4 ноги, а выходы по 3 ноги.
ПП двухслойная.
Постоянка подведена полигонами шириной 130мм со стороны выходов.
На этих полигонах сидит гора электролитов.
Выходы выведены двумя слоями каждый на пятаки под пайку провода.

Ясно.
Кстати, смотрю аппнот инфинеоновский по поводу этого модуля с фоткой печатки. Познавательно!

А чем вас не устраивают приборы в человеческих корпусах под болты FS100R12PT4 - FS200R12PT4 (EconoPACK 4)?
Ну или в EconoPACK+ : FS150R12KE3 - FS450R12KE3 ?

Сейчас и используются модули с болтовой сборкой и медными шинами. Но это есть а) раздельные модули выпрямителя и инвертора, к тому же разной высоты б) куча медного хлама в) куча (3 штуки, ага) раздельных блоков на печатках. Хотелось бы всю эту порнографию заменить на 1 большую и красивую плату со всем интегрированным. Технологичность, панимаиш. Да и медь небесплатная...

Спасибо, посмотрел, вспомнил.
Вообще 100ADC среднего не выглядит для меня непомерным требованием для печатной платы. 30А/5В водил по плате 4 слоя 50мкм лично. Коллеги по 12-тислойной плате (по толщинам меди я их не спрашивал, но могу уточнить) водили (0,6 .. 0,8В)/60А.

Дык, на 12слойке можно один (а то и не один) слой спокойно отдать на питание, он и стопицот ампер примет.
Хотелось бы уместиться в двухслойку. Да, жадность...
Оно, конечно, 100 ампер не запредельно, держали в руках и покруче, но когда дело доходит до конкретики... Вляпаться очень не хочется.

50А - 100А спокойно водят по цифровым платам.

К сожалению, как раз про топологию и конструкцию платы тут ничего не видно...

Много слоев, аккуратная трассировка, возможно алюминиевое основание. Я так понимаю, что корпусов с мелким шагом выводов у вас на плате, где 100А нет, так что по толщине фольги Вы ограничены не так жестко, как люди с 1000-пиновыми BGA на плате.

Алюминий - нет. Жадность. Ни ва фто!
Многослойка - вряд ли. Жадность.
В принципе, место есть, и его много, но осложняет то, что таких амперистых цепей набирается прилично, около десятка, а зазоры между ними тоже нужны хорошие, чай 700 вольт попадается, так что придется крутить...
БГА сажать не буду, а вот соик должон быть... Как у нас на рынке печаток, какая самая жирная фольга доступна, кто знает?

[SmartRed]

Ясно.
Кстати, смотрю аппнот инфинеоновский по поводу этого модуля с фоткой печатки. Познавательно!

Сейчас и используются модули с болтовой сборкой и медными шинами. Но это есть а) раздельные модули выпрямителя и инвертора, к тому же разной высоты б) куча медного хлама в) куча (3 штуки, ага) раздельных блоков на печатках. Хотелось бы всю эту порнографию заменить на 1 большую и красивую плату со всем интегрированным. Технологичность, панимаиш. Да и медь небесплатная...

Беда модулей на ПП плохая ремонтопригодность.
Возможность выкусывания модуля можно предусмотреть конструктивно.
Но при серьезных авариях бывает отгорают напрочь точки подключения силы к ПП - всю плату в помойку.
Потому, более правильно на мой взгляд делать простую силовую ПП с максимальной толщиной по меди, а все остальное оформлять мезонином.

[NGK]

Беда модулей на ПП плохая ремонтопригодность.
Возможность выкусывания модуля можно предусмотреть конструктивно.
Но при серьезных авариях бывает отгорают напрочь точки подключения силы к ПП - всю плату в помойку.
Потому, более правильно на мой взгляд делать простую силовую ПП с максимальной толщиной по меди, а все остальное оформлять мезонином.

Опять же, трассировать будет легче.

БГА сажать не буду, а вот соик должон быть

105мкм - спокойно, подтрава не будет. Больше чем 105мкм исползовать не приходилось.

[Andron55]

Алюминий - нет. Жадность. Ни ва фто!
Многослойка - вряд ли. Жадность.

(30 – 35)А на квадрат – максимальная плотность тока, которую допускаю для длительного режима работы.
Если плотность больше, то сильно воняет стеклотекстолит, чернеет, и дорожка, в конце концов, перегорает.

Если серия микроскопическая 10 – 20 штук в месяц, то не грех заказать и продублировать «опасные» места силы медными пластинками.
Заказываю проекцию фрагмента дорожки меди на лазерной порезке, паяю или прикручиваю поверх «опасной» силовой дороги.
Таким способом недавно решил вопрос «дрожек» для силового двухсотамперного выпрямителя, стоящего на плате, там же стоит и силовой трансформатор и преобразователь.
«Опасных» мест на плате не так уж и много.