Наскільки щільно можна встановити TO-220 до шини?

Я будую невелику схему комутації, що складається з 8 MOSFET (двостороннє блокування, 4 у кожному напрямку), які повинні перемикати 100-200A приблизно на 1 кГц.

Я зробив висновок, що оскільки друкована плата з товстим шаром міді недоступна, набагато кращим рішенням є просто встановлення MOSFET безпосередньо на шині, до якої також встановлені силові кабелі. Таким чином, мені потрібно лише паяти Джерело-штифт між MOSFET (під відкритим небом). Це вирішує декілька проблем: хороший тепловідвід, низький перепад напруги від кабелю до MOSFET та легке кріплення / заміна всіх компонентів з дуже маленьким паянням.

Моє запитання: наскільки щільно я повинен підтягнути пакет TO-220 до шини? Чи правильно я вважаю, що вся електроніка знаходиться в чорній пластиковій частині, і тому я можу затягнути її так сильно, як хотілося б? Чи існують якісь потенційні проблеми, наприклад, тепла, яка спричиняє погане з'єднання тощо?

Ось моя схема для допитливих:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Редагувати: Додано посилання на таблицю MOSFET . Лист даних від виробника, що показує деталі упаковки, але не показує D, підключений до вкладки.

Частина, з якої ви намагаєтеся вивести тепло, знаходиться приблизно в центрі чорної пластикової деталі і кріпиться до свинцевої рами. Перекручування свинцевої рами (металевої частини) шляхом затягування призведе до поганого тепловіддачі і може навіть пошкодити скріплення штампів на свинцевій рамі або самій штампі, якщо вона злегка згинає металевий металевий каркас.

Ви повинні НЕ нависати частина , яка містить матрицю , як показано в лівій частині вашої фото- ідеалі це частина , яку ви хочете в тісному контакті з радіатором. Гвинт зміщений, тому що незручно ставити гвинт прямо через центр матриці, але ви дійсно намагаєтесь створити контакт і деякий тиск між деталлю під пластиком і радіатором. Деякі виробники використовують пружинні затискачі, які натискають на сам пластик. На сторінці Infineon ось деталь з величезним внутрішнім штампом. Майте на увазі, що штамб - це сильний кремній, а свинцевий каркас - м'який і ковкий.

Компанія Vishay Siliconix рекомендує крутний крутний момент у 15 фунтів (1,7 Нм) для своїх пакетів TO-220. Перевага понад 10 дюймів, як показано тут:

Досить часто застосовувати кругові викрутки та гайкові ключі з силовими пристроями, і як і все інше, вони можуть вимагати регулярної калібрування та тестування. Недорогі, які використовують зброярі тощо, починаються приблизно від 50 доларів США.

Чи правильно я вважаю, що вся електроніка знаходиться в чорній пластиковій частині,

так,

і що я можу затягнути це так сильно, як хотілося б?

Ні, так як це деформувало б металеву частину, яку ви накручуєте на шину, і це не буде грати добре з нутрощами чорної пластикової частини :)

Але якщо припустити, що ви не плануєте використовувати сиру силу:

Завдання притиснення корпусу до металевого бруска полягає в тому, щоб мінімізувати товщину шару теплового мастила між корпусом і бруском. У якийсь момент це підвищення тиску вже не зменшить істотно товщину. Я б назвав це "вручну зі звичайною викруткою"; але я впевнений, що це офіційні стандартні документи.

EDIT з альтернативною таблицею даних, яка фактично показує, що вкладка підключена до зливу, ваша схема має набагато більше сенсу :)

Так що так, у такому випадку немає термічної мастила. Натомість я б відверто просто припаяв його до автобусного бару

• нанесення пайки для пайки та розміщення транзисторів на шині (не обов'язково навіть закріплення їх гвинтом, якщо збірка не може зазнати значних коливань: у цьому випадку гвинт є обов'язковим, щоб зменшити ризик тріщини з'єднання припою),
• нагрівання шини знизу до точки, коли паяна пайка плавиться і робить хороший контакт,
• вимкніть опалення,
• а потім негайно почніть охолоджувати його, ймовірно, зі струменем свіжого повітря, щоб переконатися, що "теплова хвиля", що надходить знизу, не досягне значно більшої температури. Однак не перестарайтеся з охолодженням, оскільки швидкі теплові зміни не є хорошими ні для властивостей паяного з'єднання, ні для цілісності транзистора.

Зверніть увагу, що це може бути простіше зробити з пакетом 263.

Я б запропонував, що якщо ви будете наполегливо підтримувати великі поточні з'єднання з пакетами TO-220, ви створюєте для себе сценарій служби / ремонту кошмарів на місцях. Для будь-якого професійного застосування набагато краще вибрати пристрій на базі модуля, такий як цей . Модулі, безумовно, є найкращими при розгляді будь-чого, що повинно бути зафіксовано на шинах, і сьогодні вони не надто дорогі.
Як тільки ви потрапите в діапазон 50-100 А, то розміри кабелів, як правило, стають непростими і повинні бути міцно закріплені. Прості з'єднання припою завжди піддаються небезпеці і з часом можуть стати крихкими.

Для будь-якого хобі слід врахувати:

1. Болт, що притримує пакет до шини для TO-220, занадто малий. Навіть якщо ви будете використовувати весь діаметр розміру кріпильного отвору TO-220, ви навряд чи зможете досягти тиску на вкладці> 10 дюймів / фунтів при будь-якій реальній довгостроковій стабільності, навіть із сталевою і пружинною шайбою. Такі тиски не є життєздатними при великих струмах.

2. Пайка пакету TO-220 - це завжди варіант, але пайка декількох пристроїв на шині - непрацездатне рішення, навряд чи ви могли б колись її відремонтувати.
   Припаяйте пакет до мідної смуги (для цього я використовую мідні вкладки 0,125 х 0,5 х 1,25 ETP ). Їх можна легко паяти в ящику SMT (додайте вкладку, потім, коли до температури додайте пристрій з флюсом на задній панелі), такі вкладки дозволяють отримати кілька і набагато більші розміри кріплення болта з розумною можливістю крутного моменту. Коли ви прикручуєте вкладки до шини, очистіть стики, але не використовуйте мастило для радіатора, оскільки воно не має електропровід. Завжди використовуйте сталеву плоску та пружинну шайбу під гайкою та плоску шайбу під головкою гвинта.

3. З'єднання каркаса TO-220 не призначені для вільних провідних з'єднань, особливо при більш високому струмі. Якщо ви повинні зробити це, а потім використовувати припій дротяний ободок , як це , щоб забезпечити вільний стрес паяного з'єднання , менш імовірно, температура віку. Вам також потрібно підтримати провід, оскільки свинцевий каркас зламається, якщо у вас навіть середовище середньої вібрації. Свинцевий каркас не повинен піддаватися жодним сторонам або згинати зусилля. Хороша ідея підтримувати такі з'єднання двобарвним бар'єром як зняття напруги.

З графіка виходить, що 10 дюймів - це крутний момент, який ви повинні використовувати.

Через можливі нагрівання та механічні проблеми я рекомендую використовувати металеву шайбу для замикання між головкою гвинта та вкладкою TO-220. Крім того, ви повинні мінімізувати навішування, але не настільки коротке, щоб виводи знаходилися в положенні, схильному до короткої шини.
Я твердо вірю, що немає кращого викладача, ніж досвід, тому вперед і будуйте схему, це "покаже вам" будь-які недоліки вашого дизайну. Майте на увазі, що це нормально для прототипу , а не для готового комерційного продукту.

Наскільки щільно 7 нм. Використовуйте гайку та болт із зовнішньою шайбою для замикання зірки, а локтіт постійного різьбового стовбура локтит надійно утримує пакет to220.