onsemi SiC E1B Modules User Itọsọna

onsemi SiC E1B Modules User Itọsọna

Ààlà

onsemi ti ṣe aṣáájú-ọnà iṣafihan SiC JFETs ni iṣeto kascode kan pẹlu ibamu wiwakọ ẹnu-ọna si Si MOSFETs, IGBTs, ati SiC MOSFETs, ti o da lori 5 V ala-ilẹ vol.tage ati ibiti o n ṣiṣẹ ẹnu-ọna jakejado ti ± 25 V.

Awọn ẹrọ wọnyi jẹ iyipada ti o yara pupọ, pẹlu awọn abuda diode ara ti o dara julọ. onsemi ti dapo advantagẸrọ agbara orisun eous SiC JFET pẹlu package module agbara boṣewa ile-iṣẹ, E1B, lati mu iwuwo agbara siwaju sii, ṣiṣe, ṣiṣe idiyele, ati irọrun ti lilo fun awọn eto agbara ile-iṣẹ.

Akọsilẹ ohun elo yii ṣafihan itọnisọna iṣagbesori (PCB ati heatsink) fun awọn idii module agbara E1B tuntun ti onsemi (afara-idaji ati afara kikun).

PATAKI: Snubbers ni a gbaniyanju ni pataki fun awọn modulu SiC E1B nitori iyara iyipada iyara inu inu wọn. Paapaa, snubber dinku pupọ pipadanu iyipada pipa-pipa ṣiṣe awọn modulu SiC E1B ti o wuyi pupọ julọ ni ZVS (odo vol).tage tan-an) awọn ohun elo iyipada rirọ gẹgẹbi afara-kikun ti o yipada ni alakoso (PSFB), LLC, ati bẹbẹ lọ.

Ọja yii ni a ṣe iṣeduro fun lilo pẹlu solder pin solder ati iyipada awọn ohun elo wiwo igbona alakoso, ati pe ko ṣe iṣeduro fun awọn imuse nipa lilo titẹ titẹ ati ohun elo ti girisi gbona. Jọwọ tọka si awọn itọnisọna iṣagbesori ati awọn iwe aṣẹ itọsọna olumulo ti o ni nkan ṣe pẹlu ọja yii fun alaye alaye.

Akọsilẹ ohun elo yii tun pese awọn ọna asopọ orisun si awọn awoṣe kikopa, awọn itọnisọna apejọ, awọn abuda igbona, igbẹkẹle, ati awọn iwe aṣẹ afijẹẹri.

Oro ati Reference

1. SiC E1B Module Technical Loriview
2. SiC E1B Modules iṣagbesori Itọsọna
3. SiC Cascode JFET & Itọsọna Olumulo Module
4. SiC E1B modulu DPT EVB User Itọsọna
5. Onsemi SiC Module Ọna asopọ: Awọn modulu SiC
6. EliteSiC Power Simulator
7. onsemi SiC agbara ojutu aringbungbun ibudo
8. Awọn ipilẹṣẹ ti SiC JFETs ati Itankalẹ wọn si Yipada Pipe

E1B Module Alaye

Idi akọkọ ti ikuna module semikondokito agbara jẹ iṣagbesori aibojumu. Iṣagbesori ti ko dara yoo ja si ni giga tabi iwọn otutu ipade ti o pọ ju, eyiti yoo ṣe opin ni pataki igbesi aye iṣẹ ti module naa. Bi abajade, fifi sori ẹrọ module to dara jẹ pataki lati ṣaṣeyọri gbigbe gbigbe ooru ti o gbẹkẹle lati ọna asopọ ẹrọ SiC si ikanni itutu agbaiye.

Awọn modulu E1B jẹ apẹrẹ lati wa ni tita si igbimọ Circuit ti a tẹjade (PCB) ati somọ si ifọwọ ooru pẹlu awọn skru ti a ti ṣajọ tẹlẹ ati awọn fifọ, bi o ṣe han ninu Olusin 1 ati Olusin 2. Alaye ti o gbooro sii lori awọn iwọn ati awọn ifarada fun apẹrẹ ohun elo fun awọn ọna ṣiṣe wọnyi ni a le rii ninu awọn iwe data module.

Nọmba 1. Module Iṣagbesori dabaru Location (Top View)

AND90340/D

olusin 2. Iṣagbesori Module pẹlu PCB ati Heatsink (Apejọ exploded View)

Niyanju iṣagbesori Ọkọọkan

onsemi ṣeduro atẹle ilana iṣagbesori fun iṣẹ ṣiṣe igbona to dara julọ ati igbesi aye ti module SiC E1B:

1. Solder awọn module pin si awọn tejede Circuit Board (PCB)
2. Gbe PCB sori module
3. Gbe awọn module si awọn ooru rii

Pẹlu skru ti a ti ṣajọpọ tẹlẹ (darapọ skru, ifoso, ati ifoso titiipa), so module naa pọ si ibi iwẹ ooru nipa lilo iyipo idiwọn. O yẹ ki o ṣe akiyesi pe iwọn ati dada ti heatsink gbọdọ ṣe akiyesi jakejado ilana titaja, bi gbigbe ooru to dara laarin ẹhin module ati wiwo heatsink jẹ pataki si iṣẹ gbogbogbo ti package kan ninu eto kan (wo olusin 2).

1. Solder awọn Module Pin to PCB
   Awọn pinni Solderable ti a lo lori module E1B ti ṣayẹwo ati pe o jẹ oṣiṣẹ nipasẹ onsemi fun awọn PCB FR4 boṣewa.
   Ti PCB ba nilo ilana titaja atunsan fun awọn paati miiran, a gba ọ niyanju lati tun PCB pada ṣaaju gbigbe module lati yago fun ifihan si awọn iwọn otutu giga.

A aṣoju igbi soldering profile ti han ni Nọmba 4 ati Table 1.
Ti a ba lo awọn ilana imudani miiran ni iṣelọpọ ti awọn tabili itẹwe ti a tẹjade, idanwo afikun, ayewo, ati iwe-ẹri nilo.

PCB ibeere
FR4 PCB pẹlu kan ti o pọju sisanra ti 2 mm.
Tọkasi IEC 61249-2-7:2002 lati ṣayẹwo boya ohun elo PCB ba awọn ibeere boṣewa mu.
Olumulo lati pinnu awọn ipele adaṣe adaṣe to dara julọ fun apẹrẹ to dara ti awọn ipele akopọ PCB ṣugbọn nilo lati rii daju pe awọn PCB Layer pupọ tẹle IEC 60249-2-11 tabi IEC 60249-2-1
Ti alabara yoo gbero awọn PCB ti o ni apa meji tọka si IEC 60249-2-4 tabi IEC 60249-2-5

Solder Pin ibeere
Awọn ifosiwewe bọtini fun iyọrisi awọn isẹpo solder pẹlu igbẹkẹle giga jẹ apẹrẹ PCB.
Awọn iwọn ila opin iho ti a fipa si lori PCB gbọdọ jẹ iṣelọpọ ni ibamu si iwọn pin tita (wo aworan 3).

AND90340
Ti o ba ti PCB iho oniru ni ko tọ, o pọju isoro le waye.
Ti opin iho ti o kẹhin ba kere ju, o le ma fi sii daradara ati pe yoo fa ki awọn pinni fọ ati ba PCB jẹ.
Ti o ba ti ik Iho opin jẹ ju tobi, o le ma ja si ni ti o dara darí ati itanna išẹ lẹhin soldering. Didara tita yẹ ki o tọka si IPC-A-610.
Awọn paramita niyanju fun igbi soldering ilana otutu profiles wa ni da lori IPC-7530, IPC-9502, IEC 61760-1: 2006.

Nọmba 3. Iṣagbesori Module si PCB Ṣaaju iṣagbesori si Ifọwọ Ooru

olusin 4. Aṣoju Wave Soldering Profile (Itọkasi EN 61760-1:2006)

Table 1. Aṣoju igbi SOLDERING PROFILE (Itọkasi EN 61760-1:2006)

Iṣagbesori PCB pẹlẹpẹlẹ Module

Nigbati PCB ti wa ni tita taara lori oke module, awọn aapọn ẹrọ wa ni pataki lori isẹpo solder. Lati dinku awọn aapọn wọnyi, a le lo dabaru afikun lati ṣatunṣe PCB sinu awọn iduro mẹrin ti module, wo aworan 5.
Awọn modulu wa ni ibamu pẹlu awọn skru ti ara ẹni (M2.5 x L (mm)), da lori PCB sisanra.

Awọn ipari ti awọn o tẹle ti nwọ awọn standoff iho yẹ ki o ni kan kere ti Lmin 4 mm ati ki o pọju LMax 8 mm. A gba ọ niyanju lati lo ẹrọ itanna screwdriver tabi screwdriver ina lati rii daju pe deede to dara julọ.


olusin 5. PCB Iṣagbesori on E1B Module: (a) E1B PCB Iṣagbesori Iho pẹlu Standoff, ati (b) O pọju Skru O tẹle Ijinle.

PCB iṣagbesori ibeere
Ijinle awọn ihò iduro ti 1.5 mm ṣiṣẹ bi itọsọna titẹsi dabaru nikan ko yẹ ki o lo eyikeyi agbara.

Okunfa bọtini ni iye iyipo ti a gba laaye fun iṣaju-pilẹmọ ati ilana mimu:

• Pre-tightening = 0.2 ~ 0.3 Nm
• Tightening = 0.5 Nm Max

olusin 6. Iṣagbesori PCB lori E1B Module: Inaro titete ti ara-kia kia dabaru (a) deedee, ati (b) Apẹrẹ.

Iṣagbesori Module to Heatsink

Heatsink ibeere
Ipo oju ti heatsink jẹ ifosiwewe pataki lori gbogbo eto gbigbe ooru ati pe o gbọdọ wa ni olubasọrọ ni kikun pẹlu heatsink. Ilẹ sobusitireti module ati dada gbigbo ooru gbọdọ jẹ aṣọ, mimọ, ati laisi ibajẹ ṣaaju iṣagbesori. Eyi ni lati ṣe idiwọ awọn ofo, lati dinku impedance igbona ati mu iwọn agbara pọ si ti o le tuka laarin module naa ki o ni anfani resistance igbona ibi-afẹde ti o da lori iwe data. Awọn agbara dada ti heatsink ni a nilo lati ni isọdọkan igbona to dara bi fun DIN 4768-1.

• Irora (Rz): ≤10 m
• Flatness ti heatsink da lori ipari ti 100 mm: ≤50 m

Ohun elo Interface Gbona (TIM)
Ohun elo wiwo gbona ti a lo laarin ọran module ati heatsink jẹ bọtini lati ṣaṣeyọri igbẹkẹle ati iṣẹ ṣiṣe igbona didara giga. Girasi gbona tabi lẹẹ gbona ko ṣe iṣeduro fun module ti ko ni ipilẹ bi E1B.
Laisi ipilẹ bàbà ti o nipọn ti n ṣiṣẹ bi itankale ooru, fifa girisi gbona - ipa jade (nipasẹ imugboroja gbona ati ihamọ ti Layer TIM laarin ọran module ati heatsink lakoko gigun kẹkẹ agbara tabi gigun kẹkẹ iwọn otutu) mu dida ofo pọ si ni Layer TIM ati pe o ni ipa odi pataki lori igbesi aye gigun kẹkẹ agbara ti module.

Dipo, TIM lilo awọn ohun elo iyipada alakoso ni a ṣe iṣeduro gidigidi fun awọn modulu E1B. Nọmba 7 ṣe afihan awọn abajade gigun kẹkẹ agbara fun 1200 V 100 A module idaji-bridge (UHB100SC12E1BC3N) ni lilo awọn ọna oriṣiriṣi meji, girisi gbona vs ohun elo iyipada alakoso. Iwọn petele fihan nọmba awọn iyipo. Iwọn inaro ṣe afihan ẹrọ VDS lakoko Tj_rise ni 100 °C. Iwọn pupa n ṣe afihan gigun kẹkẹ agbara pẹlu girisi gbona. Iwọn buluu naa fihan gigun kẹkẹ agbara pẹlu ohun elo iyipada alakoso. Ipilẹ pupa le lọ si awọn akoko 12,000 nikan ṣaaju ki o to runaway igbona ti o ṣẹlẹ nitori ibajẹ resistance igbona lati ipa fifa girisi gbona. Fun module E1B kanna ni lilo ohun elo iyipada alakoso fun heatsink TIM ṣe ilọsiwaju gigun kẹkẹ agbara ni pataki ju awọn akoko 58,000 lọ.

Nọmba 8 fihan awọn ipo idanwo gigun kẹkẹ agbara ati iṣeto Ṣeto 7. E1B Module Power Cycling Performance pẹlu Oriṣiriṣi TIM fun Heatsink: girisi gbona vs Ohun elo Iyipada Alakoso

Ṣe nọmba 8. E1B Module Power Gigun kẹkẹ Idanwo (a) Ṣiṣeto, ati (b) Awọn ipo Idanwo

Ni deede, lẹhin iṣagbesori ẹrọ, ohun elo iyipada alakoso yẹ ki o yan ni adiro lati gba TIM laaye lati yi ipele rẹ pada lati kun awọn ofo airi diẹ sii laarin ọran module ati heatsink ati dinku resistance igbona lati ọran module si heatsink. Ni awọn loke exampLe ti o han ni Nọmba 7 ati Nọmba 8, resistance gbigbona lati isunmọ ẹrọ si omi ti dinku lati 0.52 °C / W si 0.42 °C / W lẹhin 1 wakati yan ni 65 °C. Jọwọ kan si olupese TIM fun awọn ilana alaye.

AKIYESI: Eyikeyi iru ohun elo iyipada ipele oriṣiriṣi yẹ ki o ṣe iṣiro ati idanwo ni afikun nipasẹ alabara nipasẹ titẹle awọn ilana lati ọdọ TIM (ohun elo iyipada ipele) ataja lati rii daju iṣẹ ṣiṣe to dara julọ.

Iṣagbesori Module to Heatsink
Ilana iṣagbesori tun jẹ ifosiwewe pataki lati ṣe iṣeduro olubasọrọ to munadoko ti module ati heatsink pẹlu ohun elo iyipada alakoso laarin. Ṣe akiyesi pe heatsink ati module ko yẹ ki o fi ọwọ kan gbogbo agbegbe lati yago fun iyapa agbegbe laarin awọn paati meji. Table 2 akopọ awọn ilana iṣagbesori fun heatsink asomọ.

Table 2. onsemi SiC E1B MODULE HEATSINK Iṣagbesori awọn iṣeduro

Miiran iṣagbesori riro

Awọn ìwò eto ti awọn agesin module yẹ ki o wa ni kà. Ti o ba ti module ti wa ni daradara so si awọn ooru rii ati Circuit ọkọ, awọn ìwò iṣẹ ti awọn ọja yoo wa ni waye.
Awọn ọna ti o yẹ gbọdọ wa ni gbigbe lati dinku gbigbọn paapaa niwon PCB ti wa ni tita si module nikan.
Awọn ebute ti a ti sọ di alailagbara gbọdọ yago fun. Olukuluku awọn pinni le nikan wa ni ti kojọpọ papẹndikula si awọn ooru rii pẹlu o pọju titẹ, ẹdọfu, ati deedee aaye laarin awọn PCB ati heatsink nilo lati wa ni akojopo nipasẹ awọn onibara ká elo.

Lati dinku aapọn ẹrọ lori PCB ati module, ni pataki nigbati PCB ni paati wuwo o niyanju lati lo ifiweranṣẹ aaye, wo aworan 9.

olusin 9. E1B Module PCB ati Heatsink iṣagbesori pẹlu Space Post

Iwọn ti a ṣe iṣeduro (X) laarin aaye aaye ati eti ti iho fifi sori PCB jẹ ≤ 50 mm.
Ni ọran ti awọn modulu lọpọlọpọ ti gbe sori PCB kanna, iyatọ giga laarin awọn modulu le ja si awọn aapọn ẹrọ lori isẹpo solder. Lati dinku wahala, iga ti a ṣeduro (H) ti awọn ifiweranṣẹ aaye jẹ 12.10 (± 0.10) mm.

Kiliaransi ati Creepage ibeere

Aye ẹrọ ti ijọ laarin module ati PCB gbọdọ pade kiliaransi ati ijinna creepage ti a beere nipasẹ IEC 60664-1 Atunyẹwo 3. olusin 10 fihan apejuwe naa.
Iyọkuro ti o kere ju ni aaye laarin ori dabaru ati oju isalẹ ti PCB gbọdọ ni aaye to peye lati ṣe idiwọ elekitiriki ni agbegbe yii.
Ni omiiran, awọn iwọn idabobo ni afikun, gẹgẹbi Iho PCB, ibora tabi ikoko pataki le nilo lati ṣe imuse lati pade imukuro ti o yẹ ati awọn iṣedede jijinna oju-iwe.

olusin 10. Kiliaransi laarin dabaru ati PCB

Iru dabaru pinnu aafo kiliaransi ti o kere julọ laarin rẹ ati PCB. Pẹlu skru ori pan ni ibamu pẹlu ISO7045, ifoso titiipa ni ibamu pẹlu DIN 127B ati alapin DIN 125A, ati clamp ti o han ni Figure 10, ijinna yoo jẹ 4.25 mm. Iyọkuro deede ati oju-iwe irako wa ninu iwe data naa. Awọn alaye siwaju sii lori imukuro module tabi ijinna irako le kan si atilẹyin ohun elo tabi tita ati titaja.

Gbogbo awọn orukọ iyasọtọ ati awọn orukọ ọja ti o han ninu iwe yii jẹ aami-iṣowo ti a forukọsilẹ tabi awọn ami-iṣowo ti awọn oniwun wọn.

onsemi, , ati awọn orukọ miiran, awọn ami, ati awọn ami iyasọtọ ti forukọsilẹ ati/tabi awọn aami-išowo ti o wọpọ ti Semiconductor Components Industries, LLC dba "osemi" tabi awọn alafaramo ati/tabi awọn oniranlọwọ ni Amẹrika ati/tabi awọn orilẹ-ede miiran. onsemi ni awọn ẹtọ si nọmba awọn itọsi, awọn ami-iṣowo, awọn aṣẹ lori ara, awọn aṣiri iṣowo, ati ohun-ini ọgbọn miiran.
A kikojọ ti onsemi's ọja/itọsi agbegbe le wọle si ni www.onsemi.com/site/pdf/Patent-Marking.pdf. onsemi ni ẹtọ lati ṣe awọn ayipada nigbakugba si eyikeyi ọja tabi alaye ninu rẹ, laisi akiyesi. Alaye ti o wa ninu rẹ ti pese “bi-jẹ” ati onsemi ko ṣe atilẹyin ọja, aṣoju tabi iṣeduro nipa išedede ti alaye, awọn ẹya ọja, wiwa, iṣẹ ṣiṣe, tabi ibamu ti awọn ọja rẹ fun idi kan pato, tabi ko ṣe. onsemi ro eyikeyi layabiliti ti o dide lati inu ohun elo tabi lilo eyikeyi ọja tabi iyika, ati ni pataki eyikeyi ati gbogbo layabiliti, pẹlu laisi aropin pataki, abajade tabi awọn bibajẹ lairotẹlẹ. Olura jẹ iduro fun awọn ọja ati awọn ohun elo rẹ nipa lilo onsemi Awọn ọja, pẹlu ibamu pẹlu gbogbo awọn ofin, awọn ilana ati awọn ibeere ailewu tabi awọn iṣedede, laibikita eyikeyi atilẹyin tabi alaye ohun elo ti a pese nipasẹ onsemi. Awọn paramita “Aṣoju” eyiti o le pese ni onsemi data sheets ati/tabi ni pato le ati ṣe yatọ ni orisirisi awọn ohun elo ati ki o gangan išẹ le yato lori akoko. Gbogbo awọn paramita iṣẹ, pẹlu “Awọn Aṣoju” gbọdọ jẹ ifọwọsi fun ohun elo alabara kọọkan nipasẹ awọn amoye imọ-ẹrọ alabara. onsemi ko ṣe afihan eyikeyi iwe-aṣẹ labẹ eyikeyi awọn ẹtọ ohun-ini imọ tabi awọn ẹtọ ti awọn miiran. onsemi Awọn ọja ko ṣe apẹrẹ, ti a pinnu, tabi fun ni aṣẹ fun lilo bi paati pataki ninu awọn eto atilẹyin igbesi aye tabi eyikeyi awọn ẹrọ iṣoogun FDA Kilasi 3 tabi awọn ẹrọ iṣoogun pẹlu ipin kanna tabi iru ni aṣẹ ajeji tabi eyikeyi awọn ẹrọ ti a pinnu fun gbin sinu ara eniyan. Yẹ Eniti o ra tabi lo onsemi Awọn ọja fun eyikeyi iru airotẹlẹ tabi ohun elo laigba aṣẹ, Olura yoo jẹ idalẹbi ati mu onsemi ati awọn oṣiṣẹ rẹ, awọn oṣiṣẹ, awọn oniranlọwọ, awọn alafaramo, ati awọn olupin kaakiri laiseniyan lodi si gbogbo awọn ẹtọ, awọn idiyele, awọn bibajẹ, ati awọn inawo, ati awọn idiyele agbẹjọro ti o tọ ti o dide lati, taara tabi laiṣe, eyikeyi ẹtọ ti ipalara ti ara ẹni tabi iku ti o ni nkan ṣe pẹlu iru airotẹlẹ tabi lilo laigba aṣẹ , paapaa ti iru ẹtọ ba sọ pe onsemi jẹ aifiyesi nipa apẹrẹ tabi iṣelọpọ ti apakan naa. onsemi jẹ ẹya Dogba Anfani/Affirmative Action Agbanisise. Iwe yii jẹ koko-ọrọ si gbogbo awọn ofin aṣẹ-lori iwulo ati pe kii ṣe fun atunlo ni eyikeyi ọna.

ALAYE NI AFIKUN

Awọn atẹjade imọ-ẹrọ:
Ile-ikawe Imọ-ẹrọ: www.onsemi.com/design/resources/technical-documentation
onsemi Webojula: www.onsemi.com
ONLINE support: www.onsemi.com/support
Fun afikun alaye, jọwọ kan si Aṣoju Titaja ti agbegbe rẹ ni www.onsemi.com/support/sales