Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: D2PAK в высоковольтных высокочастотных схемах
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
Ydaloj
Хочу поинтересоваться у общественности, кто использовал транзисторы в корпусе D2PAK на первичной стороне в источниках питания?
Насколько сильно фонит?
Как-никак по 800 вольт от нуля до максимума, этакий излучающий электрод...

Или вообще без разницы, какой корпус у силового ключа?
Herz
Хм, а ТО-220 разве меньше должен "фонить"?
Ydaloj
радиатор для ТО220 соединён с минусом на первичной стороне, а ключ ставится через прокладку

а с D2PAK как поступить?

полигон же не занулить, на нём сток
Herz
Наверное, полигон предполагается небольшой, раз транзистор не требует радиатора.
AlexeyW
"Фонить" может в виде электростатической наводки (которая обычно несложно экранируется, ну и вопрос напряжения) и магнитной. С магнитной для планарного корпуса намного проще - например, цепь демпфера может быть выполнена малоиндуктивно прямо под транзистором на обратной стороне. А с ТО-220 никак не избежать поднятой над платой токовой петли и избыточной индуктивности ног.

В Вашем случае напряжение, наверное, актуальнее - ну, можно просто сверху земляной пластинкой экранировать. А лучше земляным полигоном с обратной стороны.
Herz
Цитата(AlexeyW @ Jul 19 2014, 18:22) *
"Фонить" может в виде электростатической наводки (которая обычно несложно экранируется, ну и вопрос напряжения) и магнитной. С магнитной для планарного корпуса намного проще - например, цепь демпфера может быть выполнена малоиндуктивно прямо под транзистором на обратной стороне. А с ТО-220 никак не избежать поднятой над платой токовой петли и избыточной индуктивности ног.

В Вашем случае напряжение, наверное, актуальнее - ну, можно просто сверху земляной пластинкой экранировать. А лучше земляным полигоном с обратной стороны.

Обычно под D2PAK сверлят кучу переходных для теплопереноса на обратную сторону, так что с полигоном может не получиться. А что Вы имели в виду под цепью демпфера магнитной наводки? Это как выглядит?
AlexeyW
Цитата(Herz @ Jul 19 2014, 19:10) *
Обычно под D2PAK сверлят кучу переходных для теплопереноса на обратную сторону, так что с полигоном может не получиться. А что Вы имели в виду под цепью демпфера магнитной наводки? Это как выглядит?

Мы обычно всегда ставим какую-либо демпфирующую цепь, чтобы ограничить скорость нарастания напряжения при переключении транзистора - в обычных случаях это просто RCD-цепь (как правило, параллельно транзистору, реже на плюс питания или как-либо еще). При переключении ток перебрасывается с транзистора на CD-цепь, это наиболее ВЧ процесс. Поэтому взаимная индуктивность цепей транзистора и демпфера нужно минимизировать: это хорошо получается, если все детали планарны, и цепи выполнены широкими проводниками на разных сторонах платы одна под другой.
Случаи бывают разные, но мне кажется не очень эффективным решением занимать обратную сторону той же цепью стока - скорее, лучше расширить полигон у самого транзистора. Хотя, безусловно, это вопрос компоновки и компромисса между теплом и помехами.

Кстати, если говорить о наводках - транзистор не единственная деталь. Обмотки трансформатора обычно имеют еще большую площадь.
Есть еще интересный момент: у многих конденсаторов (например, пленочных) один вывод соответствует внешней обкладке, а другой внутренней (обычно никак не обозначено, но узнать можно). Соответственно, правильно его впаяв, можно устранить наводку с поверхности конденсатора. Ну, ище много всякого.
Ydaloj
ок, ну вот пример
SPB17N80, ключ на 17 ампер 800 вольт, производится в корпусе D2PAK
Транзистор позиционируется для применения в источниках питания. Естественно, окромя как в качестве силового ключа для прямохода, применений найти других сложно.
Подходящий по параметрам источник питания будет мощностью 300Вт, в котором при хорошем КПД в 90% от транзистора надо отводить 5Вт при управлении 4-амперным драйвером на частоте 50кГц.

И что за полигон будет на отведение пяти ватт, и как он будет себя вести по отношению к другим компонентам?

Отсюда вытекает другой вопрос... А зачем производить такой мощный транзистор в таком корпусе, раз под ним ни схему управления не разместить, ни чего другого, только полигон с обеих сторон ПП?
perfect
Может имеют ввиду монтаж на алюминий http://www.cemebo.cz/al.php ?
wim
Цитата(Ydaloj @ Jul 20 2014, 01:39) *
что за полигон будет на отведение пяти ватт, и как он будет себя вести по отношению к другим компонентам?
Увеличение площади полигона эффективно до некоторого предела. До пяти Вт можно использовать радиаторы для поверхностного монтажа, например. Ну а выше этого - только обдув.
Plain
Цитата(Ydaloj @ Jul 20 2014, 00:39) *
в качестве силового ключа для прямохода, применений найти других сложно. Подходящий по параметрам источник питания будет мощностью 300Вт

Безосновательные утверждения. Под в среднем 1,5 Вт минимальной площади можно назвать множество условий и топологий.
Herz
Цитата(Plain @ Jul 20 2014, 20:18) *
Под в среднем 1,5 Вт минимальной площади можно назвать множество условий и топологий.

А средняя минимальная площадь разве в ваттах измеряется?
Ydaloj
Plain, но вы же согласитесь с тем, что некошерно использовать слишком мощный ключ для слишком слабого источника питания?
Рассеить не более полутора ватт со стока под силу питальника ватт до 50, а для них этот транзистор слишком дорогой компонент.

Предположите максимальную разумную нагрузку для этого транзистора в этом корпусе.
Оцените площадь теплоотвода.
Предположите конфигурацию этого теплоотвода.

Я понимаю, что задача из разряда "чем можно занять старые жигули" и вариант овтета "возить картошку с дачи", потому что для катания девчёнок они не годятся.
Но вопрос изначально в том, как будет вести себя полигон с теплоотводом несколько ватт с размахом напряжения под киловольт, на такой частоте, рядом с другими компонентами.
Plain
Цитата(Ydaloj @ Jul 21 2014, 11:14) *
согласитесь с тем, что некошерно использовать слишком мощный ключ для слишком слабого источника питания?

Не соглашусь — для меня это в первую очередь холодный ключ, со всеми сопутствующими такому режиму его использования преимуществами.

Цитата
Предположите максимальную разумную нагрузку для этого транзистора в этом корпусе.

Например, ККМ 300 Вт 380 В 20%.

Цитата
вопрос изначально в том, как будет вести себя полигон с теплоотводом несколько ватт с размахом напряжения под киловольт, на такой частоте, рядом с другими компонентами

Грубо — в соответствии с проходными ёмкостями. И, например, сток ключа ККМ практически не пострадает от довеска лишней ёмкости экрана.
Ydaloj
Plain, вот умеете вы говорить много, но непонятно.
AlexeyW
Цитата(Plain @ Jul 22 2014, 16:16) *
Не соглашусь — для меня это в первую очередь холодный ключ, со всеми сопутствующими такому режиму его использования преимуществами.

Полностью за. Несколько достала точка зрения, что транзистор должен грузиться до температуры в 90 градусов, и никак по-другому.
Цитата(Plain @ Jul 22 2014, 16:16) *
Грубо — в соответствии с проходными ёмкостями. И, например, сток ключа ККМ практически не пострадает от довеска лишней ёмкости экрана.

Абсолютно так. Это максимум несколько десятков пФ. А кроме собственной емкости, на нем еще обмотка транса висит, минимум те же десятки. но часто - сотни пФ.
asdf
Цитата(Ydaloj @ Jul 20 2014, 01:39) *
ок, ну вот пример
SPB17N80, ключ на 17 ампер 800 вольт, производится в корпусе D2PAK
Транзистор позиционируется для применения в источниках питания. Естественно, окромя как в качестве силового ключа для прямохода, применений найти других сложно.

Отсюда вытекает другой вопрос... А зачем производить такой мощный транзистор в таком корпусе, раз под ним ни схему управления не разместить, ни чего другого, только полигон с обеих сторон ПП?

Жаль, что народ только прямоходы и еже с ними использует, много теряет.
Вот, например, рабочий макет сетевого мостового квазирезанансника на 750Вт, можно было бы и больше, но кпд хотят под 0.95...
Правда канал не 0.29, а 0.22 Ом. и рабочая частота не 50, а 200-600.
И ККМ на STL21NM65, но эти мелочи сути не меняют.
С таким корпусом на плате с алюминиевой подложкой без проблем несколько кВт получается.
Но, вообще то, мне больше DPAK нравится, хотя там полевики приходится паралелить, но объем и стоимость меньше получается.
Да, по поводу фона, - снизу - земляной полигон поэтому все замыкается на него, а дополнительная емкость - так в квазирезананснике паралельно транзисторам приходится 1 - 2 наны ставить, так что емкость на полигон на фоне этого практически не заметна.
Вторая фото - менее удачный макет на DPAK-х, но с совмещенным ККМ.
wim
Цитата(asdf @ Aug 2 2014, 16:24) *
по поводу фона, - снизу - земляной полигон поэтому все замыкается на него
Ну дак берем "прямоходы и еже с ними" и сравниваем с мегадевайсом спектры кондуктивных и излучаемых помех, а?
asdf
Цитата(wim @ Aug 2 2014, 23:56) *
Ну дак берем "прямоходы и еже с ними" и сравниваем с мегадевайсом спектры кондуктивных и излучаемых помех, а?

И что? Не понял реплики. Сравнивать почти синус у квазирезанасника и прямоугольник у прямохода - при одинаковых топологических подходах к разводке плат - результат однозначно будет не в пользу прямоходов и еже с ними biggrin.gif...
Больше того, скажу, что все страхи по поводу помех - в основном результат непродуманной схемотехники или топологии, в крайнем случаем - ненужной экономии. Тут где-то в соседней ветке народ жаловался на сбои МК от работы БП. У меня были устройства, в которых силовая часть имела dU/dt > 100 В/нс (при амплитуде 800-900В), а на расстоянии пары сантиметров спокойно, без сбоев, работал сигналовский МК. Но топология платы там просчитывалась, можно сказать, по милиметрам.
wim
Цитата(asdf @ Aug 3 2014, 01:21) *
Сравнивать почти синус у квазирезанасника и прямоугольник у прямохода - при одинаковых топологических подходах к разводке плат - результат однозначно будет не в пользу прямоходов и еже с ними biggrin.gif...
Я уже выкладывал спектры помех от "еже с ними" - ничего лучше пока что никто не продемонстрировал. У квазирезонансника форма напряжения на ключах прямоугольная с крутыми фронтами, т.е. с широким спектром.
КПД это хорошо, но без спектров помех неинтересно.
asdf
Цитата(wim @ Aug 3 2014, 02:00) *
Я уже выкладывал спектры помех от "еже с ними" - ничего лучше пока что никто не продемонстрировал.

У квазирезонансника форма напряжения на ключах прямоугольная с крутыми фронтами, т.е. с широким спектром.

КПД это хорошо, но без спектров помех неинтересно.

Это как еще делать, у моих фронты от 500 нс и более. (Вы, наверное, путаете с Zero - 0 SW )
Поэтому форма и токов и напряжений при частоте несколько сотен кГц и близка к синусоиде, уж никак не прямоугольник.
Это, кстсти, дает еще один плюс - без нагрузки или при высоком входном напряжении частота растет не пропорционально и имеет ограничение сверху.
По поводу спектров - мне это как то пофигу, для меня более важно пройти сертификацию по ЭМС.
Несколько блоков прошли для применения в медтехнике. Осенью будет проходить 750 Вт-ник.
Вы поймите меня правильно, мне как то все равно какую тологию Вы будете применять.
Я высказал свое мнение, подтвержденное для меня 7 годами применения своих разработок. В отличие от Вас я имею опыт в разработке и прямоходов и обратноходов и резанансников и квази... И имею возможность сравнивать.
Как то в начале двухтысячных я провел исследование возможных топологий БП в принципе.
И нашел два десятка неизвестых мне на тот момент, несколько видов, как мне показалось - наиболее интересных, я отработал и сейчас использую, осталость около десятка нигде не описанных и до которых у меня руки не дошли.
Для интриги - среди них есть топология многоканального обратнохода с независимой стабилизацией напряжения в каждом канале.
Herz
Цитата(asdf @ Aug 3 2014, 11:10) *
Я высказал свое мнение, подтвержденное для меня 7 годами применения своих разработок. В отличие от Вас я имею опыт в разработке и прямоходов и обратноходов и резанансников и квази... И имею возможность сравнивать.

Это всё очень интересно, но только почему Вы решили, что " в отличие.."?
asdf
Цитата(Herz @ Aug 3 2014, 12:37) *
Это всё очень интересно, но только почему Вы решили, что " в отличие.."?

По контексту сообщения wim. Если бы он имел опыт работы с квази... , то у него были бы спектры не только прямоходов, но и квази...
И, соответственно, - возможность сравнивать.
Если мое высказывание прозвучало грубо - то извиняюсь, не хотел никого обижать, просто констатировал очевидный (по крайней мере для меня) момент.
По поводу записи спектра - как то ни когда не заморачивался, будет время - попробую сделать.
wim
Цитата(asdf @ Aug 3 2014, 12:10) *
По поводу спектров - мне это как то пофигу, для меня более важно пройти сертификацию по ЭМС.
Сертификация по ЭМС как раз и основана на сравнении квазипиковых и средних значений, измеренных анализатором спектра, с предельными значениями, установленными соответствующими стандартами. biggrin.gif
asdf
Цитата(wim @ Aug 3 2014, 13:19) *
Сертификация по ЭМС как раз и основана на сравнении квазипиковых и средних значений, измеренных анализатором спектра, с предельными значениями, установленными соответствующими стандартами. biggrin.gif

Не спорю, но делает это центр, а не я. И даже не для меня, а для заказчика установки в целом.
Я, как, разработчик топологии сразу закладываю максимальные возможности подавления паразитов.
Посмотрите на платы, там нет излучающих контуров, просто учитывайте шинные подводы с токовой компенсацией.
Эффект близости Ал. подложки - этот эффект не только в трансформаторах работает.
Промоделируйте попытку излучения контуром, который лежит на массивной Ал плите с зазором 0.1мм. На внешнем радиаторе такого не получишь. Про емкостное замыкание токов я уже писал.
wim
Цитата(asdf @ Aug 3 2014, 13:15) *
По контексту сообщения wim. Если бы он имел опыт работы с квази... , то у него были бы спектры не только прямоходов, но и квази...
Я имею опыт испытаний (в т.ч. ЭМС) разных топологий и доведения чужих разработок до состояния, пригодного к продаже. Но топология, у которой "форма и токов и напряжений при частоте несколько сотен кГц и близка к синусоиде, уж никак не прямоугольник" мне неизвестна. laughing.gif Поделитесь ссылкой, если это не секрет.

asdf
Цитата(wim @ Aug 3 2014, 13:33) *
Я имею опыт испытаний (в т.ч. ЭМС) разных топологий и доведения чужих разработок до состояния, пригодного к продаже. Но топология, у которой "форма и токов и напряжений при частоте несколько сотен кГц и близка к синусоиде, уж никак не прямоугольник" мне неизвестна. laughing.gif Поделитесь ссылкой, если это не секрет.

Топология известная - параллельный резанансник.
Только я ее использую как квази... т.е. крутизну фронтов переключения определяют емкости, включенные параллельно силовым ключам, а рабочий период - время накачки дросселя, включенного последовательно с выходным трансформатором, до рабочего тока. Параметры резанансных элементов выбираются так, чтобы при переключении при максимальном рабочем напряжении ток дросселя падал до 0.2-0.3 от мах. Совокупность всего этого и определяет форму тока и напряжения. Плюс смешанный режим управления ШИМ-ЧИМ - чтобы ни когда не было жесткого переключения. Плюс управляемый синхронный выпрямитель, с работой в первой четверти, что позволяет всегда иметь потери в нем в 2 раза меньше, чем в обычном и квадратичную зависимость при малых мощностях, что позволяет работать без нагрузки вообще и еще много чего плюс...

В общем я не настаиваю на своей правоте, могу и ошибаться. Я присоединился к обсуждению потому что мне показалось, что ТС слишком категорично отвергает целесообразность применение ключей в SMD корпусах.
Ydaloj
ТС не слишком категорично отвергает целесообразность применение ключей в SMD корпусах.
у ТС просто не было опыта использования SMD на высоких напряжениях, вот он (я) и пытается предугадать поведение высоковольтной схемы при плотной компоновке платы.

Но, вас всегда очень интересно читать, оппонентов обоих сторон.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.