Реле Tianbo - ресурс 10 млн переключений

Теплопроводящие изолирующие подложки - кто какие применяет?

Страница 1 из 2
Специалист
 
Аватар для antonydublin
 
Регистрация: 22.09.2010
Адрес: г. Донецк
Сообщений: 868
Репутация: 380
371 0
3 0
 
06.02.2017 18:44 #1
Привет всем.

В свете очередного "похолодания" международных отношений и тенденций к "заморозке" глобальной экономики решил задать вопрос, от качественного решения которого порой зависит ВСЁ: кто и как охлаждает радиоэлементы? А точнее - какие изолирующие теплопроводящие подложки Вы используете, будь-то в промышленности или радиолюбительской практике.

Причина моего интереса проста - на местном рынке доступны стандартные силиконовые подложки НОМАКОНтм КПTД-2 или их прямой аналог с теплопроводностью 0.7-1.1 Вт/(м*К), разрезанные или в листах толщиной 0.2-0.5 мм. Также доступна слюда в лентах толщиной 0.1-0.5 мм, часто применяющаяся на местных радиозаводах. Её параметры чуть лучше полимерных подложек, но при минимально допустимой из соображений безопасности толщине подложки 0.1 мм тепловое сопротивление почти что "уравнивает" её с эластичным силиконом.

Конечно, вопрос этот многократно обсуждался на специализированных форумах, где можно встретить даже сравнительные таблицы экспериментальных данных для основных типов изолирующих теплопроводящих материалов:

- резиноподобные подложки на силиконовой основе;
- слюда;
- оксид алюминия;
- нитрид алюминия;
- нитрид бора;
- оксид бериллия;
- прочая оксидная и неоксидная керамика с поражающей воображение теплопроводностью до 200-300 единиц.

В данном случае требуется что-то с теплопроводностью 7-10 Вт/(м*К) под корпуса TO247. Причём что-то реально доставаемое в количестве 2-3 десятков, и конечно не очень дорогое.

Я понимаю, что нюансов много, но всё же интересно: что, где, почём.
Оценка
Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель.
Специалист
 
Аватар для antonydublin
 
Регистрация: 22.09.2010
Адрес: г. Донецк
Сообщений: 868
Репутация: 380
371 0
3 0
 
06.02.2017 20:10 #2
Забыл привести пример дешёвых керамических подложек производства Fischer Elektronik, также доступных у нас на рынке. Это Al2O3 керамика толщиной от 1 до 2 мм с теплопроводностью 25 Вт/(м*K) и термосопротивлением в 0.3 K/Вт (для подложек под корпус площадью 6,5 см2). Но в случае этой керамики радиатор должен быть отполирован, поскольку поверхности массивных литых радиаторов как правило не обрабатываются начисто после грубой фрезеровки.

Так вот подложки AOS247 стоят от 50 до 100 рублей. Но интересно, что есть ещё.
Вложения
Тип файла: pdf AOS3 Aluminium oxide wafers.pdf (43.8 Кб, 0 просмотров)
Оценка
Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW. Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного.
Специалист
 
Аватар для antonydublin
 
Регистрация: 22.09.2010
Адрес: г. Донецк
Сообщений: 868
Репутация: 380
371 0
3 0
 
10.02.2017 14:11 #3
Ну же, парни, неужто всех устраивают силикон и слюда?

Вчера общался с технологом местного предприятия, где занимаются различной химической обработкой поверхностей - от гальваники до карбонитрирования. С вопросом - возможно ли оксидировать/анодировать поверхность радиаторов, получив толщину непроводящего слоя хотя бы 50 мкм (цифру взял с "потолка"). Он сказал, что всё возможно, но любая такая плёнка будет пористой, и её гарантированно прошьёт. А иметь сплошную изолирующую подложку, но постоянно оглядываться на dv/dt как-то не хотелось. Да и экспериментировать не хочется.
Оценка
Новичок
 
Регистрация: 23.03.2012
Сообщений: 5
Репутация: 10
 
13.02.2017 14:35 #4
XM... Прямо реклама....
Использую клейкие ленты 3М. Мы покупали как номер 82225. Это завуалированная продукция 3М (у самой 3М она идет под другим номером), толщина 0,25 мм, есть 0,4 мм. Полет нормальный. И держит хорошо и тепло отводит.

В радиолюбительской практике - каптоновую ленту, в два слоя.
Оценка
Новичок
 
Регистрация: 15.02.2009
Адрес: Кировская обл.
Сообщений: 444
Репутация: 32
24 152
1 2
 
13.02.2017 17:43 #5
А что за лента такая -каптоновая ? И где ее найти ? В смысле -где применяется.
Оценка
Специалист
 
Аватар для antonydublin
 
Регистрация: 22.09.2010
Адрес: г. Донецк
Сообщений: 868
Репутация: 380
371 0
3 0
 
13.02.2017 17:47 #6
Спасибо за информацию.
Термостойкие скотчи (полиамид?), наряду с лавсановыми лентами и прочими представителями группы полиэфиров, как-то даже не рассматривал. Из-за низкой теплопроводности, ниже в разы, чем у силикона. Хотя предельные температуры у них действительно до 250-280 градусов. Лавсан часто используем при изготовлении трансформаторов. Запасы есть, но ничего толще 20мкм под рукой нет. Такой лавсан, сложенный в три слоя, я пробовал на корпусах TO220. Но то был маломощный flyback и результат на том же радиаторе был хуже, чем с силиконом.

Цитата:
Сообщение от VladG_N
XM... Прямо реклама....
Вот сейчас прочитал свои посты - действительно похоже на рекламу.
Но это не так. Я привёл перечень тех изолирующих материалов, о которых мне известно, лишь чтобы показать сообществу, что "выполнил домашнее задание". Тем самым избежать избитых рекомендаций "добыть слюду из конденсатора" или оксидную керамику "из старых телевизоров".

Как раз характеристиками силикона и слюды, которые приходится применять, я не доволен. Керамика Al2O3, о который писал, пугает увеличенными размерами подложки из-за своих диэлектрических свойств.

Изучив профильные форумы, где толкутся как любители, так и профессионалы (коты, электрониксы, схемнэты, казусы и т.д.), я не увидел конкретных ссылок: где, что, почём. Как правило, дискуссии стартуют под предлогом "что лучше" (что и так очевидно, достаточно взглянуть на характеристики подложек), и заканчиваются неопределённо "а вот мы применяем какую-то керамику жёлтого цвета, но я не знаю какую, потом при случае уточню". Затем дискуссия обрывается, никого уже не интересует, какую именно, а главное сколько это стоит.

В номенклатуре интернет-магазинов, в Чипе, Платане, Тэрре и т.д. превалируют резиноподобные материалы. Изредка встречается всё та же керамика Al2O3. Прокладочные миканит и слюдопласт, и прочие слюдосодержащие материалы при толщинах начиная от 0.15мм представляют из себя, грубо говоря, одно и то же в смысле теплопроводности. Пускай и с разным кремнийорганическим связующим, но содержание слюды всегда 80-90%. Поэтому качества таких подложек можно оценить "издалека".

Я хочу акцентировать: все эти материалы конечно же соответствуют своим характеристикам и применяются везде: от бытовой электроники до промышленной электротехники.

Но вот пример задачи без цифр.
Резонансный преобразователь мощностью 6кВт с ПВ 100%, т.е. не сварочник. Использованы "быстрые" IGBT в корпусах TO247 на максимальный продолжительный ток 30A (грубо говоря во всём диапазоне температур кристалла). Т.к. режим переключения мягкий, то соответствующие потери и потери на обратных диодах в корпусах минимальны. Радиатор разумеется с запасом. Но транзисторы всё-равно нужно охлаждать. Не нужно объяснять, чем опасен перегрев, да и вообще нагрев IGBT. И так получается, что при использовании силиконовых подложек качества теплоотвода неудовлетворительны, а нужно успеть забрать тепло с кристаллов, и транзисторы всё равно будут перегреваться. Или, точнее, работать на пределе разрешённых температур. Решить эту проблему можно увеличением количества транзисторов, их параллельным соединением, т.е. увеличением площади поверхности теплоотвода с "мультикристалла". Или использованием IGBT модуля с медным уже изолированным основанием. Или простой сменой подложек c силиконовых на другие, поскольку иметь большой градиент температур корпус транзистора-радиатор - непозволительная роскошь. А разделить радиатор на изолированные сегменты - это нетехнологично, поскольку на нём ещё десяток таких же корпусов.

Но зачем, если всё и так работает хорошо, нужно лишь успеть охладить.

Ещё хотел спросить о теплопроводящих графитовых плёнках PGS производства Panasonic. Вот статья о них в Терре https://www.terraelectronica.ru/news_utr.php?ID=234. На сколько я понял, они не годятся для высоковольтной силовой электроники из-за низких допустимых напряжений. Но может их кто-то использовал, или есть какие-то другие их варианты.
Оценка
Специалист
 
Аватар для SHUR66
 
Регистрация: 24.06.2012
Адрес: Сочи
Сообщений: 1,585
Репутация: 337
309 206
6 5
 
13.02.2017 20:39 #7
А зачем разделять радиатор у параллельных транзисторов?
__________________
Не каждый вор - радиолюбитель, каждый радиолюбитель - вор!
( пословицы и поговорки народов СССР )
Оценка
Специалист
 
Аватар для antonydublin
 
Регистрация: 22.09.2010
Адрес: г. Донецк
Сообщений: 868
Репутация: 380
371 0
3 0
 
13.02.2017 21:05 #8
Я имел ввиду не параллельные транзисторы на разделённых радиаторах, а вообще использовать разделённые радиаторы без изолирующих подложек. Но получается, что почти для каждого силового элемента (или их группы в виде параллельных транзисторов) нужен изолированный радиатор. Что не особо компактно и вызывает некоторые сложности.
Оценка
Новичок
 
Регистрация: 07.04.2010
Адрес: Харьков
Сообщений: 12
Репутация: 16
6 0
0 1
 
13.02.2017 21:41 #9
Если не критичен (в разумных пределах) вес и цена, я ставлю греющиеся элементы на медную плоскую пластину толщиной 5-7 мм по площади раз в 10 больше корпуса диода или транзистора, без прокладок, а затем ее через прокладку на радиатор. Теплоотвод от ключа ЗАМЕТНО улучшается. Пластину и радиатор в месте соприкосновения лучше иметь полированную, хотя, подходит и хорошо шлифованная. Под ключ\диод КРАЙНЕ желательно полированную, и садить на КПТ-8 или аналогичную
Оценка
Специалист
 
Аватар для SHUR66
 
Регистрация: 24.06.2012
Адрес: Сочи
Сообщений: 1,585
Репутация: 337
309 206
6 5
 
13.02.2017 22:46 #10
Вот и вариант, все параллельники на общую пластину, а её через прокладку...
__________________
Не каждый вор - радиолюбитель, каждый радиолюбитель - вор!
( пословицы и поговорки народов СССР )
Оценка
Ответ
Страница 1 из 2
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск
Оценка этой теме
Оценка этой теме:
Похожие темы
Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход
Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Часовой пояс GMT +3, время: 19:41.
Обратная связь РадиоЛоцман Вверх