Làm thế nào một bóng bán dẫn điện áp cao có thể được trong bao bì nhỏ như vậy?

Ví dụ:

• STN0214 - Bóng bán dẫn điện NPN điện áp rất cao

Nó được cho là chấp nhận nhiều hơn 1 kV giữa bộ thu và bộ phát của nó. Nó đi kèm trong một gói SOT-223 (3 chân cộng với một tab). Với cường độ điện môi 1 kV / mm đối với không khí ẩm, không thể xuất hiện một vòng cung giữa các điện cực?

Hay bạn phải đóng gói bằng keo hoặc vật liệu khác có cường độ điện môi cao hơn không khí?

Hmm, nó có vẻ chặt chẽ. Khoảng cách ghim là 2,3 mm và chiều rộng chân tối đa là 0,85 mm, chừa khoảng trống tối thiểu 1,45 mm giữa các chân. Transitor được chỉ định cho 1,4 kV CE, nằm trên các chân liền kề, vì vậy chỉ khoảng 1 kV / mm. Như tôi đã nói, điều đó có vẻ chặt chẽ, và bạn phải cẩn thận trong việc thiết kế dấu chân PCB để không làm điều này tồi tệ hơn.

Thông thường tôi làm cho các miếng PCB rộng hơn một chút so với các chân, nhưng trong trường hợp này tôi sẽ không làm thế. Ngay cả khi bạn làm cho các miếng đệm có cùng chiều rộng với các chân, thì bất kỳ lỗi căn chỉnh nào cũng cắt vào khoảng cách.

Nhìn chung, tôi thích một gói lớn hơn với nhiều khoảng trống hơn giữa các chân để có được phần nào dưới 1 kV / mm.

Có, bạn thường sẽ áp dụng một hợp chất để niêm phong các chân sau khi gắn. Ngay cả đối với khoảng cách lớn hơn nhiều, điều này thường được thực hiện do các khách hàng tiềm năng thường có các góc nhọn (dễ bị corona và hỏng hơn). Chúng tôi thường xuyên thêm một cái gì đó như Corona Dope vào các thành phần thậm chí khá lớn (rơle HV, v.v.) khi điện áp tăng và trên 1kV. Điều này cung cấp sự bảo vệ theo thứ tự ~ 145kV / mm và triệt tiêu cả hồ quang và phóng điện corona . Tất nhiên, chắc chắn Corona Dope không phải là hợp chất phù hợp nhất cho phần này - tất nhiên chỉ là để cung cấp ví dụ. Trong mọi trường hợp, một số loại lớp cách điện phù hợp sẽ được yêu cầu trong một hệ thống vận hành thiết bị đến mức tối đa 1,4kV.

Điều đáng quan tâm hơn cả là bản thân PCB và dấu vết / miếng đệm - con chip quá chặt đối với các vật liệu PCB và điện áp tiêu chuẩn thấp (ví dụ: một tấm ván được làm bằng vật liệu IPC quy định). Ví dụ, thông số kỹ thuật IPC2221A chỉ ra khoảng cách tối thiểu cho các dây dẫn bên ngoài được phủ vĩnh viễn (ví dụ: dây dẫn chip - giả sử được phủ như trên) như sau:

• Thêm 0,8mm @ 500V + 0,00305mm / V
• -> với 1,4kV, đây là 0,8 + 900 * 0,00305 = 3,545mm

Ngay cả các dấu vết bảng nội bộ sẽ phải được đặt cách xa nhau (2,5mm, bằng một phép tính tương tự) so với chip cho phép. Các cân nhắc khác đối với PCB trung thế hoặc cao thế là hình dạng của các miếng đệm và dấu vết - chúng thường phải được làm tròn, loại bỏ các góc nhọn nơi dấu vết thay đổi hướng và sử dụng các miếng đệm hình chữ nhật tròn thay vì các hình vuông góc nhọn.

Vì vậy, ngoài việc cần phủ các bộ phận dẫn điện bằng hợp chất cách điện sau khi lắp, một PCB tiêu chuẩn được thiết kế cho các mạch điện áp thấp sẽ không phù hợp với thành phần này ở mức tối đa. Do đó, bạn sẽ cần phải gắn nó lên một bảng được thiết kế riêng cho các ứng dụng điện áp trung bình (thường là ~ 600-3000V).

Không rõ khoảng cách tối thiểu thực tế giữa bộ thu và các chân khác là gì nhưng dường như chỉ hơn 1 mm một chút. Có lẽ trong một nhà kín có không khí khô là đủ (giả sử bất cứ ai sẽ sử dụng nó gần mức tối đa!). Một khả năng khác là áp dụng một lớp phủ phù hợp .

NHƯNG, thực tế là bóng bán dẫn có thể xử lý điện áp này không có nghĩa là bạn PHẢI vận hành nó đến điện áp đó. Nếu bạn vận hành nó ở ví dụ 600 V thì bạn sẽ có một mức chênh lệch đáng kể trước khi bóng bán dẫn bị hỏng. Trong một số tình huống có thể tốt đẹp để có.

Cân nhắc chính điện áp cao là giải phóng mặt bằng và leo ở lớp vật lý. Giải phóng mặt bằng là con đường ngắn nhất giữa các điểm quan tâm và tiêu chuẩn thường được sử dụng là IPC-2221A. Creepage là đường dẫn điện ngắn nhất trên PCB Nếu một trong hai khoảng cách này nhỏ hơn tìm thấy trong tài liệu tham khảo ở trên thì khi bạn phỏng đoán, một hợp chất có đặc tính cách điện tốt hơn là bắt buộc. Các tham chiếu trên đưa ra các giá trị cho các tấm phủ phù hợp và không tráng phủ cho các lớp bề mặt. Có một số giải pháp cho vấn đề này. Đây là một câu trả lời đơn giản cho câu hỏi cụ thể của bạn. Điện áp cao có nhiều vấn đề cần được tính đến.