ฉันจะเมานต์ TO-220 ไปยังบัสบาร์ได้อย่างไร?

ฉันกำลังสร้างวงจรสวิตชิ่งขนาดเล็กซึ่งประกอบด้วย 8 MOSFETs (การบล็อกแบบสองทิศทาง 4 ทิศทางในแต่ละทิศทาง) ซึ่งควรสลับ 100-200A ที่ประมาณ 1kHz

ฉันได้ข้อสรุปว่าเนื่องจาก PCB ที่มีชั้นทองแดงหนาไม่พร้อมใช้งานทางออกที่ดีกว่านั้นก็เพียงแค่ติดตั้ง MOSFETs โดยตรงบนบัสบาร์ซึ่งติดตั้งสายไฟด้วย ดังนั้นฉันต้องประสาน Source-pin ระหว่าง MOSFETs (ในที่โล่ง) วิธีนี้ช่วยแก้ปัญหาต่าง ๆ : การกระจายความร้อนที่ดี, แรงดันไฟฟ้าต่ำจากสายเคเบิลถึง MOSFET และการติดตั้ง / เปลี่ยนชิ้นส่วนทั้งหมดได้อย่างง่ายดายด้วยการบัดกรีน้อยมาก

คำถามของฉันคือ: ฉันควรกระชับแพคเกจ TO-220 ให้แน่นกับบัสบาร์หรือไม่ ฉันถูกต้องหรือไม่ที่จะสมมติว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดอยู่ในส่วนที่เป็นพลาสติกสีดำและทำให้ฉันสามารถขันให้แน่นเหมือนที่ฉันต้องการได้หรือไม่? มีปัญหาที่อาจเกิดขึ้นเช่นการแปรปรวนความร้อนทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่ไม่ดีหรือไม่?

นี่คือแผนผังของฉันสำหรับผู้อยากรู้อยากเห็น:

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

แก้ไข: เพิ่มการเชื่อมโยงไป MOSFET แผ่นข้อมูล แผ่นข้อมูลจากผู้ผลิตแสดงรายละเอียดแพ็คเกจ แต่ไม่แสดงแท็บเชื่อมต่อ D

ส่วนที่คุณพยายามทำให้ความร้อนออกมานั้นอยู่ที่กึ่งกลางของชิ้นส่วนพลาสติกสีดำและติดตั้งกับกรอบนำ การบิดเบือนเฟรมตะกั่ว (ส่วนที่เป็นโลหะ) โดยการทำให้แน่นเกินไปจะส่งผลให้เกิดการถ่ายเทความร้อนที่ไม่ดีและอาจทำให้พันธะของแม่พิมพ์ไปที่เฟรมตะกั่วหรือตัวแม่พิมพ์เกิดความเสียหายได้

คุณไม่ควรแขวนส่วนที่มีแม่พิมพ์ตามที่แสดงไว้ในส่วนด้านซ้ายของรูปภาพของคุณ - ซึ่งเป็นส่วนที่คุณต้องการในการสัมผัสใกล้ชิดกับชุดระบายความร้อน สกรูถูกชดเชยเนื่องจากไม่สะดวกที่จะใส่สกรูผ่านศูนย์กลางของแม่พิมพ์ แต่คุณพยายามสร้างการสัมผัสและความดันระหว่างส่วนใต้พลาสติกและแผ่นระบายความร้อน ผู้ผลิตบางรายใช้คลิปสปริงที่ดันพลาสติกเข้าไปเอง จากหน้า Infineonนี่คือส่วนหนึ่งของการตายภายในที่ยิ่งใหญ่ โปรดจำไว้ว่าการตายเป็นซิลิกอนเปราะและโครงตะกั่วนั้นนิ่มและอ่อนไหว

Vishay Siliconix แนะนำแรงบิด 15 in-lb (1.7 Nm) สำหรับแพ็คเกจ TO-220 มีข้อได้เปรียบที่ จำกัด กว่า 10 ในปอนด์ดังแสดงที่นี่:

เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ไขควงและประแจแรงบิดกับอุปกรณ์ไฟฟ้าและสิ่งอื่น ๆ ที่พวกเขาอาจต้องใช้การสอบเทียบและการทดสอบปกติ วัตถุราคาถูกที่ใช้โดย gunsmiths ฯลฯ เริ่มต้นที่ประมาณ $ 50 US

ฉันถูกต้องหรือไม่ที่จะสมมติว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดอยู่ในส่วนที่เป็นพลาสติกสีดำ

ใช่,

และที่ฉันสามารถกระชับมันยากเท่าที่ฉันต้องการ?

ไม่เพราะนั่นจะทำให้ชิ้นส่วนโลหะที่คุณกำลังขันอยู่บนบัสบาร์และจะไม่เล่นกับส่วนที่ทำจากพลาสติกสีดำ :)

แต่สมมติว่าคุณไม่ได้วางแผนที่จะใช้กำลังดิบ:

งานของการกดเคสกับแถบโลหะคือการลดความหนาของชั้นไขมันความร้อนระหว่างเคสและบาร์ ในบางจุดความดันที่เพิ่มขึ้นจะไม่ลดความหนาอย่างมีนัยสำคัญอีกต่อไป ฉันจะเรียกมันว่า "ไขควงด้วยมือธรรมดา"; แต่ฉันแน่ใจว่าเป็นเอกสารมาตรฐานอย่างเป็นทางการว่า

แก้ไขด้วยแผ่นข้อมูลทางเลือกที่แสดงให้เห็นว่าจริง ๆ แล้วแท็บนั้นเชื่อมต่อกับท่อระบายน้ำวงจรของคุณก็สมเหตุสมผลดีกว่า :)

ใช่ในกรณีนี้ไม่มีจาระบีความร้อน แต่ฉันตรงไปตรงไปที่บัสบาร์โดย

• ใช้การวางประสานและวางทรานซิสเตอร์บนบัสบัส (ไม่จำเป็นต้องยึดด้วยสกรูเว้นแต่ว่าการชุมนุมจะได้รับการสั่นสะเทือนมากมาย: ในกรณีนี้สกรูจำเป็นต้องลดความเสี่ยงของข้อต่อประสาน)
• การทำความร้อนบัสบาร์จากด้านล่างถึงจุดที่การวางประสานละลายและทำการติดต่อได้ดี
• ปิดความร้อน
• และจากนั้นก็เริ่มทำให้เย็นลงทันทีอาจมีกระแสอากาศบริสุทธิ์เพื่อให้แน่ใจว่า "คลื่นความร้อน" ที่มาจากด้านล่างจะไม่ถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้นมาก อย่าหักโหมเพราะการทำให้เย็นลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความร้อนอย่างรวดเร็วนั้นไม่ดีสำหรับคุณสมบัติของข้อต่อบัดกรีหรือความสมบูรณ์ของทรานซิสเตอร์ของคุณ

โปรดทราบว่าแพคเกจ 263 อาจทำได้ง่ายกว่า

ฉันขอแนะนำว่าหากคุณพยายามเชื่อมต่อกับแพ็คเกจ TO-220 ที่มีกระแสสูงคุณกำลังสร้างสถานการณ์บริการ / ซ่อมฝันร้ายสำหรับตัวคุณเอง สำหรับการใช้งานระดับมืออาชีพใด ๆ จะดีกว่ามากที่จะเลือกอุปกรณ์ตามโมดูลเช่นนี้ โมดูลเป็นสิ่งที่ดีที่สุดเมื่อพิจารณาทุกอย่างที่ต้องยึดติดกับชุดบัสบาร์และไม่แพงจนเกินไป
เมื่อคุณอยู่ในช่วง 50-100 A ขนาดของสายเคเบิลมีแนวโน้มที่จะเทอะทะและต้องยึดแน่น ข้อต่อบัดกรีอย่างง่ายมักมีความเสี่ยงและอาจเปราะเมื่อเวลาผ่านไป

สำหรับงานอดิเรกอะไรที่คุณควรพิจารณา:

1. สลักเกลียวที่บรรจุภัณฑ์ไว้ที่บัสบาร์สำหรับ TO-220 นั้นเล็กเกินไป แม้ว่าคุณจะใช้เส้นผ่านศูนย์กลางทั้งหมดของขนาดรูสำหรับติดตั้ง TO-220 คุณก็ไม่สามารถที่จะได้รับแรงดันแท็บ> 10 in / lbs ด้วยความมั่นคงในระยะยาวที่แท้จริงแม้จะมีเครื่องซักผ้าเหล็กและสปริง หน้าสัมผัสแรงดันเช่นนี้ไม่สามารถทำงานได้ในกระแสสูง

2. การบัดกรีแพ็คเกจ TO-220 นั้นเป็นตัวเลือกเสมอ แต่การบัดกรีอุปกรณ์หลายชิ้นไปยังบัสบาร์เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ใช้งานไม่ได้คุณไม่สามารถซ่อมแซมได้
   บัดกรีบรรจุภัณฑ์ลงในแถบทองแดง (ฉันใช้แท็บทองแดง 0.125 x 0.5 x 1.25 ETPเพื่อจุดประสงค์นี้) สิ่งเหล่านี้สามารถบัดกรีได้ง่ายในลิ้นชัก SMT (เพิ่มแท็บจากนั้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นจะเพิ่มอุปกรณ์ที่มีฟลักซ์ที่ด้านหลัง) แท็บเช่นนี้ช่วยให้สามารถติดตั้งขนาดโบลต์ได้หลายขนาดและใหญ่กว่า เมื่อคุณขันสกรูแท็บไปที่บัสบาร์ทำความสะอาดข้อต่อ แต่อย่าใช้จาระบีฮีทซิงค์เนื่องจากมันไม่นำไฟฟ้า ควรใช้เครื่องล้างจานแบนและเหล็กสปริงภายใต้น็อตและเครื่องซักผ้าแบนภายใต้หัวสกรู

3. การเชื่อมต่อเฟรมตะกั่ว TO-220 ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่อสายฟรีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบันที่สูงขึ้น หากคุณต้องทำเช่นนี้ให้ใช้ปลอกลวดบัดกรีแบบนี้เพื่อให้แน่ใจว่าข้อต่อที่ปราศจากความเครียดนั้นมีแนวโน้มที่จะมีอายุไม่ถึงอุณหภูมิ คุณต้องรองรับลวดเนื่องจาก leadframe จะแตกหากคุณมีสภาพแวดล้อมการสั่นสะเทือนปานกลาง เฟรมตะกั่วไม่ควรสัมผัสกับด้านใดด้านหนึ่งหรือแรงงอ เป็นความคิดที่ดีที่จะสนับสนุนการเชื่อมต่อเช่นนี้โดยมีสิ่งกีดขวางสองชิ้นเพื่อบรรเทาความเครียด

จากกราฟดูเหมือนว่า 10 in-lb คือแรงบิดที่คุณควรใช้

เนื่องจากปัญหาในการให้ความร้อนและทางกลไกที่เป็นไปได้ผมแนะนำให้ใช้แหวนล็อคโลหะระหว่างหัวสกรูและแท็บ TO-220 นอกจากนี้คุณควรย่อสิ่งที่ยื่นออกมาให้สั้นที่สุด แต่อย่าให้สั้นเกินไปจนโอกาสที่จะอยู่ในตำแหน่งที่สั้นลงไปที่บัสบาร์
ฉันเชื่อมั่นว่าไม่มีครูที่ดีไปกว่าประสบการณ์ดังนั้นไปข้างหน้าและสร้างวงจรมันจะ "แสดงให้คุณเห็น" ข้อบกพร่องใด ๆ ที่การออกแบบของคุณอาจมี โปรดทราบว่านี่เป็นสิ่งที่ดีสำหรับต้นแบบไม่ใช่ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ที่เสร็จสมบูรณ์

7nm นั้นแน่นแค่ไหน ใช้น็อตและสลักเกลียวพร้อมตัวล็อคดาวภายนอกและล็อคเกลียวล็อคเกอร์แบบถาวรจะบรรจุภัณฑ์ to220 อย่างปลอดภัย