Максимальная длительность фронта высоковольтного модулятора (сделанного на МОПах) не должна превышать 30нс.
Максимальное напряжение 20кВ.
Емкостная нагрузка - 50пкФ.

Модулятор должен быть залит компаунлдом.
Особенность состоит в том, что после заливки компаундом выходная емкость увеличивается до 200пкФ (соответственно заваливается и фронт).

Кто-нибудь имел дело с компаундами с низкой диэлектрической проницаемостью? Что использовали, где и как заливали?

ps На модуляторе выделяется значительная мощность, а потому требования к компаунду - устойчивость к темпаратуре до 150градусов и по-возможност высокая теплопроводность.

Какое значение проницаемости считаете предельным?

Чем меньше - тем лучше. От этого напрямую зависят потери на переключение и нагрев всей схемы.
Если учесть что емкость непосредстенно нагрузки составляет 25пкФ, выходная емкость схемы до заливки около 50пк, а после заливки 200пк, то диэл.прон. компаунда около 8 (возможно меньше, т.к. величину емкости могу оценить приближенно, но порядок величин именно этот).
Транзисторы после заливки начинают греться заметно сильнее, что подтверждает тот факт что основные потери в схеме связаны с зарядом емкости нагрузки и паразитной емкости схемы. Значит бороться надо имено с ней.

Интерес представляет, какие компаунды обычно используют для заливки высоковольтных модуляторов. Знает ли кто-нибудь конкретную марку, чтобы купить ее и проэкспериментировать.

Компаунды для высоковольтных устройств есть у ГИРИКОНДА. Единственное, диапазон температур не тот и диэлектрическая проницаемость не указана, но т. к. они профессионально занимаются конденсаторами, то, думаю, можно с ними по этому поводу лично проконсультироваться, коли уж Вы экспериментировать собрались.

Чем меньше 3, тем труднее найти . С проницаемостью около 3 много вариантов силиконовых компаундов с температурой до 200 и даже 300 градусов. Это компаунды с отвердителем платиновой группы. Серии RTV, у ЦКБРМ свои компаунды (очень дорогие - более 3000 за кг но до 300 градусов).
Потери еще зависят от тангенса угла потерь. Обратите внимание на его значение.

Цитата -
"Сверхвысоковольтный MOSFET 10 000 В / 10 A в корпусном или бескорпусном исполнении уже доступен для заказа."
Источник -
http://www.macrogroup.ru/news/index/9031

На 20 кВ можно попробовать задуть пеной, типа Макрофлекса или чего-то похожего. Только просушить хорошо при повышенной температуре. Раньше был специальный высоковольтный пенопласт, но он пенился в спец формах.

Но вот с теплопроводностью будет плохо. Либо делать специальное охлаждение (типа обдува, трубок с циркулирующей диэлектрической жидкостью и т.п.) Либо аккуратно рассчитать требуемые тепловые параметры и площадь и форму теплоотводящей поверхности.

Я думаю, что высоковольтным он назывался условно. 1000 В так же является высоким напряжением. Пена хороший изолятор тепла и плохой изолятор по высокому напряжению.

Почему емкость зависит от заливки? Конструкцию нужно сделать так, чт бы паразитные ёмкости коструктива нивелировать.

Да, имели дело Это глубокий вакуум.



При Ваших требованиях IMHO затея с компаундом, мягко говоря, ошибочна.
Нужно поместить блок в канал из диэлектрика(например, плексигласа) и организовать его продувку воздухом. Естественно, соответсвующим образом расположив компоненты. А вот всевозможные заострения, при невозможности их устранения, заволакиваются компаундом.

Смотря что требуется. Если, например, нужен кабель с минимальным диаметром - то да. А вот если диаметр не ограничен, но требуется малая емкость - тут пенопласт вполне подходит, особенно на постоянном токе или импульсах. У него пробивное напряжение до (примерно) 5 кВ/мм при диэлектрической проницаемости 1.2 и достаточная жесткость. Задуть им свободное пространство в кожухе - милое дело.

Это средняя проницаемость, а пробивное напряжение (долговременное) будет хуже чем у газа, находящегося в порах.

можно попробовать окунуть в масле трансформаторное, диэлектрическая проницаемость 2.1 - 2.5.

только подумать с теплоотводом... хотя все зависит от реальной мощнсти тепловыделения на транзистрорах, может и делать ничего не придется.

гугл сразу напраил:

http://www.npo64.ru/transformatornoe-maslo/

Проницаемость всегда средняя, именно она и нужна. А пробивное будет заметно больше, чем у газа в порах, не путайте AC и DC.

Я первый раз вижу tgδ в процентах, но подозреваю, что это очень много. Видимо, это принято у электриков. И первая фраза при поиске на вопрос, как он считается, которая попалась была такова "...т. к. обычно tgδ составляет сотые или десятые доли, его выражают в процентах...". Дальше даже искать не стал, хотя немного и чешется! Поэтому при указанных длительностях фронта такой тангенс будет как КЗ (и это еще его значение на 50 Гц!!!). Хотя, это какое-то загрязненное, видимо, масло (например, влагой). В идеале трансформаторное масло должно иметь очень малые потери.
Сейчас, кстати, в трансформаторах и не только еще используют силиконовые жидкости вместо масла. Коллеги у меня пытались найти на них параметры для других несколько целей - пока безуспешно. Меня более интересует сопротивление изоляции постоянному току. Должно быть очень высоким при температуре 150-200 °С. В идеале более Ом, а так хотя бы около Ом. Если продолжите работу в этом направлении и попадется что-то интересное - поделитесь.
А по компаундам, кстати, еще ОСТЕК чем-то торгует. Вот только проницаемость при Ваших температурах не указана.

Вязкая силиконовая заливка транзисторных модулей IGBT. Довольно неплохие параметры и ремонтопригодно после смывки. Только надо научится укладывать заливку без пузырьков воздуха- из за вязкости вакуумировать приходится очень долго. Для вакуумирования приобрести китайский вакуумный насос для кондиционерщиков и скороварку.
Как не странно, еще неплохо работает прозрачный сантехнический силикон (именно прозрачный, без наполнителя)- применяли для ремонта умножителей импульсных блоков питания газоразрядных лазеров.

Так он же при полимеризации уксус выделяет!!! Это даже на запах ощущается. Где-то уже упоминал кто-то, что устройство работать перестало после такого опыта.

Сейчас полно двухкомпонентных силиконов и силиконовых масел.

Уксусом воняет конечно, незнаю выделяет или использует в качестве компонента для полимеризации. Но высохло, заполимеризовалось, вонять перестало и третий год работает без проблем. Залили этой гадостью 5- каскадный умножитель, до 15 киловольт в момент поджига разряда, потом 2-3 кв по много часов.

Работает, потому что 2-3 кв. Не стоит применять даже для низких напряжений. Реагирует с медью. Слишком вязок для обезгаживания.

Кстати, вот нашел, но вроде бы даже кто-то и про отказ упоминал.

Что значит "нивелировались" ?
Если паразитная емкость есть, то ее надо перезаряжать.
А она есть - это корпус, провода, подвешанный к импульсной части схемы DC-DC преобразователь.
Нивелировать чем?


К сожалению, предложенный вариант не работает. Ведь приборы, работающие в таком диапазоне температур обязательно будут подвергаться воздействию конденсата - перенесли вы прибор с холодной улицы в теплое помещение - тут же выпал конденсат и прибор уже работает в условиях, как будто на него стакан воды вылили. Поэтому обязательно заливать.

В идеале паразитная ёмкость должна равняться ёмкости сток-исток. У Вас скорее всего основной вклад даёт развязывающий трансформатор. В нём зазоры нужно делать большими. Изучайте как сделано у Behlke, там сток исток ёмкость - еденицы пФ.

А Behlke кому-то рассказывает, как у них это сделано? Или компаунд ковырять нужно?

Ковырял как-то компаунд на сгоревшем Behlke. Никакого ноухау там нет.
соединенные последовательно транзисторы IRFBE30(!!!) на затвор которых идут вторички от трансформатора - на каждый каскад свое колечко. Первичой является протянутый через все колечки толстый провод второпластовый.
Что там изучать?
Ну а равенство паразитной емкости и емкости сток-исток мне совсем не понятно...
зачем наращивать паразитную емкость до величины емкости сток-исток транзисторов? по-моему она должна быть как можно меньше. Иначе придется раз - разрядить емкость сток-исток через канал транзистора, и два - одновременно с этим заряжать такую же (если верить вашим словам) паразитную емкость.
А если ее не будет, то и заряжать будет нечего и потери будут меньше.

Но вопрос по теме топика так и остается открытым. Компаундов и в самом деле много и какой из них применять для высоковольтных быстродействующих схем, который имеет минимальную диэлектрическую проницаемость и хорошую теплопроводность и способный работать при повышенных температурах 150-200гр.
Пробывать все подряд не хочется - два-три максимум, платы жалко - не отмыть же.


трансформатор и в самом деле есть и он дает вклад, но емкость его не большая - единицы пк.
Велика общая емкость монтажа, которая увеличивается в число равное диэлектрической проницаемости. Надо уменьшить.

Вам какой объем заливать?

Коробка 300х200х200мм - если заливать все изделие.
Но ведь можно заливатьтолько по поверхности платы, тогда высота уменьшается до 40мм.

С минимумом проницаемости, что я знаю, это силикон 42 евро за кг в 10 кг упаковке. Проницаемость 2,9. Будет в конце декабря в Москве. В Азии, по некоторым сведениям, сможете его найти по 15-20 долларов, но бочками.
Координаты продавца могу сообщить в личной почте.
У ЦКБ РМ, о котором я писал ранее можете спросить сами. У них более высокотемпературный, раза в два дороже, но могут продать нужный объем на пробу и, наверняка, он пригоден для военки.
Да, чем больше теплопроводность, обычно, тем больше проницаемость.

Это почти в 3 раза лучше чем тот что у меня сейчас. Буду пробывать. Киньте в личку, пожалуйста, координаты.


В этом то и был просчет - отталкивался от теплопроводности. Поэтому и придется экпериментировать в поисках чего-то подходящего.

Спасибо за ответ!

Может быть возможен вариант предварительной двухслойной лакировки перед заливкой компаундом. Возможно, что емкость при этом уменьшится. Прочность изоляции сильно точно не пострадает.

А что может изменится на фоне 40мм компаунда и 160 мм воздуха от нескольких десяток лака? Ничего.

Появится дополнительный слой, который условно в схеме замещения изоляции можно заменить конденсатором какой то емкости. Потом следующий слой компаунда и новый переход лак-компаунд. А при последовательном соединении конденсаторов их общая емкость снижается.
Хотя не претендую в данном случае на правильность своей гипотезы.
+ марок лаков намного шире чем марок доступных компаундов. И их характеристики чаще выше чем у компаундов. Толщина такого покрытия намного меньше, поэтому даже применение дорогого лака не сильно поднимает цену изделия. Возможно комбинации лак-компаунд могут прилично менять емкость, появляющуюся после заливки.
Вообще предложение в порядке варианта для размышлений.

Нет последовательного соединения конденсаторов, а есть слоистый диэлектрик.
Но если даже и представить обкладки, то емкость конденсатора полученного из лака будет в десятки раз больше емкости конденсатора с компаундом. Далее выводы по Вашему тексту.
Понятно?
И еще. Если проницаемость лака будет равна проницаемости компаунда, то вообще ничего не изменится при одинаковой общей толщине покрытия.

Понятно.
Вряд ли проницаемости лака и заливочного компаунда будут равны. Эти материалы достаточно сильно различаются своим назначением.
Поверхностный компаунд вероятно не сильно от лака отличается, а заливочный компаунд скорее всего существенно.
Впрочем я достаточно далек от таких высоковольтных процессов.


Вот например высокотемпературный силиконовый лак Cramolin ISOTEMP имеет существенно лучшие характеристики по сравнению с характеристиками вышеуказанных компаундов Гириконда.
Другой вопрос правда по адгезии пирога и не будет ли что-то рвать при колебаниях температуры...

Если так, то лак будет иметь более высокую проницаемость.

Это вопрос весьма непростой. В тонких пленках удельное пробивное напряжение во много раз выше. Может быть более 100 кВ на мм. В "слоеном пироге" ISOTEMP бессмыслено использовать.

В каком таком диапазоне? Вы его привели? Вообще-то конденсат выпадает на поверхности, охлажденной ниже точки росы.

Впрочем, если так ставить условия, тогда герметичный металлический кожух и заливка элегазом (εr =1,0021)

Желательно продолжить диалог с проверки чертежа устройства.Проблемы с охлаждением, ёмкостью нагрузки и т.д. часто уже заложены в конструктив и не могут быть решены изначально. Например, нет защитвы от попадания пыли при монтаже установки. Такие устройства собираются в специальных "чистых" помещениях.
Оптимальный вариант это вакуумированный кожух и охлаждение водой, которая циркулирует по трубкам, которые одновременно выполняют функции электричаских проводников.

Предложенные варианты решения хороши, с научной точки зрения, но далеки от реальности... кому надо так усложнять конструкцию, если можно пойти на увеличение потерь в транзисторе!!! А если подобрать правильный компаунд и правильно расчитать схему управления транзисторами (для уменьшения паразитной емкости каскадов управления), то эти потери будут малы и можно обойтись без лишних усложнения технологического процесса.
А герметизация корпуса или охлождение по патрубкам, на которых весит высокое напряжение снизет надежность, технологичность и вызовет у заказчика отрицательные эмоции. Хочется сделать простую конструкцию (тем более это возможно), а не усложнять водяным охлождением.

Но за высказанное мнение спасибо

про диапазон теммператур не сказал: -40 ..+60

А простой Виксинт К-18 или КП-68 чем вас не устраивает? Диэлектрическая постоянная 3.
Это именно заливочный компаунд. Все, что предлагают фирмачи-это не заливочные компаунды (честно говоря, полный отстой).
Казань как делала, так и делает.

Фигню не пишите, если не знаете. По совокупности параметров, в том числе и проницаемости, к сожалению, Виксинт в подметки не годится компаундам RTV.
P.S. У меня заливка весом около 4 кг.

У ваших герметиков проницаемость 5-8.
Фигню не пишите, если не знаете.

Это не мои герметики. У того, что я посоветовал автору топика.
Dielectric Constant @ 1000 H = 2,97

В идеале паразитная ёмкость должна равняться ёмкости сток-исток. У Вас скорее всего основной вклад даёт развязывающий трансформатор. В нём зазоры нужно делать большими. Изучайте как сделано у Behlke, там сток исток ёмкость - еденицы пФ.