Силова електроніка contra сопромат

Повна версія статті в журналі "Чіп Ньюс Україна" №7(157), вересень, 2016. Тут наведено найбільш інтригуючі моменти. За погодженням з редакцією повна версія буде розміщена не раніше, ніж через пів-року.

Коли кому-небудь ставиш нишком питання: «А що ж відрізняє силову електроніку від більш звичної всім радіоелектроніки», співрозмовник зазвичай без особливої напруги згадує, що уявна лінія розділу розташована десь в області струмів трохи вище 10 А. Більш просунуті, які молодші, можуть розповісти, як вчотирьох вантажили важенний перетворювач, а старший колега ехидничал при цьому: «Це вам не фитюльки які-небудь, а силова електроніка!». Середній студент-старшокурсник ще додасть, що для розуміння окремих процесів в силових схемах потрібні інтелектуальні зусилля, більш обдарований згадає здавалися тоді не потрібними розділи з тепловим процесам з курсу «Загальної фізики». ....

Ми вже писали про те, до чого призводить бажання зробити "подешевше" і використовувати явно контрафактні силові напівпровідникові прилади. Але навіть оригінальний модуль може піднести несподіваний сюрприз, якщо вперто ігнорувати класичне «не ганявся б ти, піп, за дешевизною!». Один з великих (як для території колишнього СНД) споживачів тиристорних модулів SEMIPACK3 SKKH323 поскаржився на різке підвищення кількості відмов по відношенню до загальної статистики (див. Таблицю 1) саме на початковій ділянці кривої рис.1а.

Наступна перевірка адекватності електричних режимів не викликала сумнівів у правильності вибору цього типу модулів. Точно так само правильними були розрахунки теплових режимів з використанням програми теплового моделювання SEMISEL, яка видавала для цієї схеми радує око розробника висновок "This configuration work fine". Кількість тих, що вийшли з ладу за короткий час модулів ніяк не корелює з розрахунковими показниками передбачуваної кількості відмов за рік для модуля, який експлуатується 220 днів у році по 8 годин на добу:

тобто в середньому лише один з більш ніж 11 тис. модулів повинен вийти з ладу протягом року! Однак існує ряд факторів, які не можуть бути враховані ні одним програмним засобом розрахунку. Успіх проекту, як виявлялося і раніше, багато в чому залежить від знань, досвіду і навіть інтуїції розробника, але за деякими виключеннями!

Через деякий час схожа історія повторилася і у іншого крупного замовника, але з тиристор-тиристорними модулями SEMIPACK3 SKKT273, які конструктивно схожі з SKKH323-мі (розташування силових чіпів наведено на рис. 2а і 2б) тим, що також містять 2 великих DCB плати, 2 великих кристала (25 х 25мм), а DBC плата і кристали розміщені близько з кріпильним отвором.

Рис.2 –розташування кристалів у модулях SKKH323-а) і SKKT273 –б)

Як правило, фахівці розглядають масу попередніх версій появи несправностей, спираючись на власний досвід. .....

Природно, що у випробувальній лабораторії SEMIKRON встановили причину відмов! Яку? Читайте у №7(157) вересень 2016г. журналу Чіп-Ньюс Україна або чекайте розміщення повній версії статті на цій сторінці!

Література.

1. Mounting Instruction SEMIPACK. [Електронне джерело]- https://www.semikron.com/dl/service-support/downloads/download/semikron-mounting-instruction-semipack-en-2015-07-10-rev-01.
2. Technical Explanation SEMIPACK® . [Електронне джерело]- https://www.semikron.com/dl/service-support/downloads/download/semikron-technical-explanation-semipack-en-2015-07-10-rev-02.
3. Application Manual Power Semiconductors / ISLE Verlag 2011, © SEMIKRON International 2011.-466p.
4. Колпаков А. Міфи і легенди російських електронників// КОМПОНЕНТИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ, № 9.-2007.- с. 150-156.
5. Колпаков А. Теплопроводящая паста — це дійсно важливо! // КОМПОНЕНТИ І ТЕХНОЛОГІЇ • № 6 '2010 .-с. 88-90.