Комментарии 26
Статья, как хороший боевик — держит в «напряжении».
Отличная публикация! Вопроса: разве типоразмер корпуса транзистора не имеет значение намного большее, чем материал теплоизоляционной прокладки? Насколько я помню, теплопередача сильно зависит от площади контакта поверхностей.
В данном случае выбор между 1шт TO247 и 2шт TO220 был в пользу второго, т.к. цена первого больше, току меньше, ограничение тока по bond wire больше будет у двух TO220. И высота TO247 никак не устраивает, сильно растет габарит вверх. И, уже не сейчас точно не вспомню, кажется таких хороших параметров по кристаллу у 247 я не нашел.
Понятно. Насчёт последней картинки в публикации: я в своих усилителях дополнительно жёстко (не пружинным элементом, а пластиной) прижимаю корпус транзистора/ИС в области пластиковой части. Это обеспечивает более плотный прижим фланца в наиболее интересной части, там, где установлен кристалл. К тому же, шлифую фланец: просто диву даёшься, насколько они иногда кривые. После всего этого даже самые дешёвые «силиконовые» прокладки с небольшим количеством пасты работают не хуже керамики. ИМХО, конечно.
что выделяя он 50 ватт тепла постоянно
у вас каждом транзисторе рассеивается 50W мощности постоянно?
при расчете паразитных индуктивностей — почему не рассмотреть вариант Б c землей на обратной стороне платы?
Сколько частота преобразования, достигнутый КПД при разных нагрузках, какие полевики?
Они бывают сразу с диодами Шоттки внутри.
Что скажете про наноуглеродные прокладки с теплопроводностью выше меди?
«Подложка получена путем прессовки и проката графита на связующий материал. Особенностью этих подложек является высокая теплопроводность по поверхности, более 300 Вт/мК»
Неплохо бы сделать вики-страничку наподобие проекта VESC (vedder.se/2015/01/vesc-open-source-esc/)
P.S. "аллюминия" в русском языке нет.
Они бывают сразу с диодами Шоттки внутри.
Что скажете про наноуглеродные прокладки с теплопроводностью выше меди?
«Подложка получена путем прессовки и проката графита на связующий материал. Особенностью этих подложек является высокая теплопроводность по поверхности, более 300 Вт/мК»
Неплохо бы сделать вики-страничку наподобие проекта VESC (vedder.se/2015/01/vesc-open-source-esc/)
P.S. "аллюминия" в русском языке нет.
Частоты 10~20кГц, расчетный кпд 97% 3000W 75Vin. Реальный кпд к сожалению не было возможности померять, но разница с китайцами присутствует, не в пользу последних.
Они, углеродные прокладки, проводят электричество?
Основная страничка — сайт проекта eczo.bike
Спасибо, поправил
Они, углеродные прокладки, проводят электричество?
Основная страничка — сайт проекта eczo.bike
Спасибо, поправил
Они, углеродные прокладки, проводят электричество?
1-2 тонких слоя полимерной изоляции делают графит непроводящим. Такой сэндвич 100-150°С температуру выдерживает и >1кВ пробивное напр-е.
См. характеристики прокладок панасоник:
https://eu.industrial.panasonic.com/products/circuit-thermal-protection/thermal-protection/pyrolytic-graphite-sheet-pgs/series/pgs-graphite-sheetssm/AYA0002
У той же фирмы есть оксидно-полупроводниковые кондёры «Oscon» (SXV series, до 100В), способные долго работать в закрытом горячем месте в отличие от применённых вами «попсовых» жидко-электролитных быстросохнущих.
Ещё гляньте, как проблему охлаждения полевиков решал инфинеон.
Отдельные медные радиаторы без прокладок, подводящие кабели частично отводят тепло с них:
http://www.infineon.com/cms/en/product/evaluation-boards/EVAL_SSO8_1KW_BLDC/productType.html?productType=5546d46246d91a1e01471b9f766b1645
Минимизация потерь в полевиках с шоттки диодами на примере трёхфазного киловаттного инвертора:
http://www.infineon.com/dgdl/Infineon-WhitePaper_PowerLoss_and_Optimized_MOSFET_Selection_in_BLDC_Motor_Inverter_Designs-ATI-v01_00-EN.pdf?fileId=5546d46253f6505701549f2799aa4b53
Характеристики графита хорошие, только изолятор их резко портит. Там где с изолятором подложки производитель теплопроводность решил умолчать ;)
Кондёры крутые, дорогие и корпуса не удобные. Чтобы набрать порядочную емкость придется удорожить электронику раза в два =) Так что «попсовые быстросохнущие» еще поработают. И работают они довольно долго, в телекоммуникационных бп стоят KY серия nippon-chemi-con, отрабатывают лет по 5+ 24/7/365
Плата у меня сама почти как медная прокладка, но на них расчитывать не стоит, слишком большой градиент температур набежит.
Кондёры крутые, дорогие и корпуса не удобные. Чтобы набрать порядочную емкость придется удорожить электронику раза в два =) Так что «попсовые быстросохнущие» еще поработают. И работают они довольно долго, в телекоммуникационных бп стоят KY серия nippon-chemi-con, отрабатывают лет по 5+ 24/7/365
Плата у меня сама почти как медная прокладка, но на них расчитывать не стоит, слишком большой градиент температур набежит.
в телекоммуникационных бп стоят KYВ закрытом корпусе без вентиляции? Или у вас тоже вентилятор будет продувать корпус через сменные фильтры?
Вы дата-центр с российскими дорогами не путаете случайно?
В тойоте приус жидкостное охлаждение инвертора главного привода, т.к. пылища воздушное угробила бы быстро. Главные кондёры — панасоники 3шт толстенные, эксклюзивно-заказные.
P.S. А фото горелой платы 2004 года — чей это позор, курсовик студента м.б.?
Много частотников и инверторов видел, везде детали впаяны напрямую в массовых изделиях.
Может оно без ШИМа, до 400 Гц допустим работало?
В роли «вентилятора» у меня выступает набегающий поток воздуха во время движения. Конечно не дата-центр, согласен. Но и списывать «попсовые» кондёры в утиль не надо. Сделать хорошо — понятное дело, но вопрос цены тоже стоит.
Картинка с зарубежного форума endless-sphere от попытки «прокачать» китайскую плату мощными транзисторами.
Картинка с зарубежного форума endless-sphere от попытки «прокачать» китайскую плату мощными транзисторами.
Что посоветуете прочитать по теме? за плечами пока только «силовая электроника» Семенова. Не факт что буду заниматься, но жизнь — вообще малопредсказуемая штука:)
Вот некоторый список материалов которыми я пользовался в процессе проектирования:
Hard Commutation of Power MOSFET
Driving and Layout Design for Fast Switching Super-Junction MOSFETs
Power Loss Calculation With Common Source Inductance Consideration for Synchronous Buck Converters
Analysis and Improvement of the Switching Behaviour of Low Voltage Power MOSFETs with High Current Ratings under Hard Switching Conditions
Eliminating Parasitic Oscillation between Parallel MOSFETs
Design Considerations for Designing with Cree SiC Modules Part 1
Design Considerations for Designing with Cree SiC Modules Part 2
Mounting Considerations for Power Semiconductors
Hard Commutation of Power MOSFET
Driving and Layout Design for Fast Switching Super-Junction MOSFETs
Power Loss Calculation With Common Source Inductance Consideration for Synchronous Buck Converters
Analysis and Improvement of the Switching Behaviour of Low Voltage Power MOSFETs with High Current Ratings under Hard Switching Conditions
Eliminating Parasitic Oscillation between Parallel MOSFETs
Design Considerations for Designing with Cree SiC Modules Part 1
Design Considerations for Designing with Cree SiC Modules Part 2
Mounting Considerations for Power Semiconductors
Замечание к КДПВ:
Надо поменять винты на болтики с внутренним или наружным шестигранником. Иначе при выходе из строя одного транзистора надо будет выпаивать всё «плечо».
Замечание к картинке «деформация теплоотвода от усилия в точке крепления»:
Это заглавный рисунок из AN1040 от ONsemiconductor (ex. Motorola) «Mounting Considerations for Power Semiconductors».
Надо поменять винты на болтики с внутренним или наружным шестигранником. Иначе при выходе из строя одного транзистора надо будет выпаивать всё «плечо».
Замечание к картинке «деформация теплоотвода от усилия в точке крепления»:
Это заглавный рисунок из AN1040 от ONsemiconductor (ex. Motorola) «Mounting Considerations for Power Semiconductors».
Спасибо за статью! Очень интересно посмотреть каким образом в конечном итоге вы регулировали время переключения и как еще боролись с выбросами/звоном. Так что ждем продолжение. Больше тонкостей! =)
А картинка «мягкого включения» приведена при работе на какую нагрузку? Не верится что с реальным мотором так все может быть гладенько.
Еще по КПДВ кажется, что длина выводов у больших емкостей все еще достаточно велика чтобы вызывать проблемы. Я бы их садил прямо попой на плату.
А картинка «мягкого включения» приведена при работе на какую нагрузку? Не верится что с реальным мотором так все может быть гладенько.
Еще по КПДВ кажется, что длина выводов у больших емкостей все еще достаточно велика чтобы вызывать проблемы. Я бы их садил прямо попой на плату.
Уважаемый автор, позвольте пару вопросов, замечаний и предложение
1. Вы не рассматривали вариант 120-градусной схемы включения транзисторов? (Когда в любой момент времени открыты либо один, либо два транзистора — так, как в приведенном примере переключения тока). В этом случае можно отказаться от активного ШИМа и уменьшить потери на переключение транзисторов.
2. Современные драйверы транзисторов позволяют реализовывать «мягкое закрытие» ключей. Так что жесткое закрытие — не проблема.
3. По своему опыту могу предложить еще один вариант организации охлаждения ключей — каждый ключ закрепляется на отдельной медной положке. Которая, в свою очередь, через изолятор крепится на несущий корпус-радиатор. Интерфейс транзистор/медь получается с минимальным тепловым сопротивлением, а сопротивление медь/корпус-радиатор уменьшается за счет большой площади меди.
4. При рассмотрении проблем проектирования силовой разводки, кроме учета паразитных индуктивностей и емкостей необходимо учитывать и электромагнитные наводки от проводников с импульсным током. Располагать их перпендикулярно и на значительном расстоянии к плате с чувствительными компонентами.
5. Была бы хороша статься с описанием методологии оценки/замеров паразитных индуктивностей.
1. Вы не рассматривали вариант 120-градусной схемы включения транзисторов? (Когда в любой момент времени открыты либо один, либо два транзистора — так, как в приведенном примере переключения тока). В этом случае можно отказаться от активного ШИМа и уменьшить потери на переключение транзисторов.
2. Современные драйверы транзисторов позволяют реализовывать «мягкое закрытие» ключей. Так что жесткое закрытие — не проблема.
3. По своему опыту могу предложить еще один вариант организации охлаждения ключей — каждый ключ закрепляется на отдельной медной положке. Которая, в свою очередь, через изолятор крепится на несущий корпус-радиатор. Интерфейс транзистор/медь получается с минимальным тепловым сопротивлением, а сопротивление медь/корпус-радиатор уменьшается за счет большой площади меди.
4. При рассмотрении проблем проектирования силовой разводки, кроме учета паразитных индуктивностей и емкостей необходимо учитывать и электромагнитные наводки от проводников с импульсным током. Располагать их перпендикулярно и на значительном расстоянии к плате с чувствительными компонентами.
5. Была бы хороша статься с описанием методологии оценки/замеров паразитных индуктивностей.
1) что такое 120 градусная схема? при шим синуса напряжения работают одновременно по 3 фета
2) неплохо было бы привести пример
3) Да можно, рассматривался такой вариант. Но был откинут т.к. не хотелось усложнять серийную сборку устройства
4) Конечно, логика выполнена перпендикулярно основной силе и соеденина в одну точку земли чтобы исключить пробегание по плате земляных токов.
2) неплохо было бы привести пример
3) Да можно, рассматривался такой вариант. Но был откинут т.к. не хотелось усложнять серийную сборку устройства
4) Конечно, логика выполнена перпендикулярно основной силе и соеденина в одну точку земли чтобы исключить пробегание по плате земляных токов.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Поэтому толку от ваших хороших конденсаторов не будет, если они висят на длинных «индуктивностях» :)А разве это было не очевидно до буха?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Тонкости проектирования силовой платы инвертора