SCR मॉड्यूल और हीटसिंक चयन: थर्मल साक्ष्य आवश्यक

यह मार्गदर्शिका थिरिस्टर मॉड्यूल के लिए हीटसिंक चुनने से पहले अनुरोध किए जाने वाले प्रमाणों को प्रस्तुत करती है। यह इनपुट्स, गणना की सीमाओं और सत्यापन पर केंद्रित है, न कि अज्ञात सर्किट के लिए थर्मल-प्रतिरोध मान निर्धारित करने पर। सटीक SCR ऑर्डर कोड और अनुप्रयोग तरंगरूप आवश्यक बने रहते हैं।.

एप्लिकेशन वेवफ़ॉर्म से शुरू करें

सर्किट टोपोलॉजी और प्रत्येक थिरिस्टर की भूमिका दर्ज करें: नियंत्रित रेक्टिफिकेशन, एसी पावर नियंत्रण, सॉफ्ट स्टार्टिंग या कोई अन्य ड्यूटी। ध्यान दें कि मॉड्यूल में एकल डिवाइस है, द्वैध विन्यास है या कोई अन्य आंतरिक कनेक्शन है। एक ही नाममात्र धारा विभिन्न सर्किटों में बहुत भिन्न चालन अवधि, पल्स आकार और ऊष्मा उत्पादन को दर्शा सकती है।.

निर्माता के लॉस मॉडल से संबंधित RMS और औसत धारा की जानकारी प्रदान करें, साथ ही चालन कोण, पुनरावृत्ति, ड्यूटी साइकिल और ओवरलोड घटनाएँ भी शामिल करें। जब संभव हो, धारा का तरंग रूप या एक मान्य सिमुलेशन शामिल करें। साइन-वेव डेटाशीट के परीक्षण बिंदु को चॉप्ड या अत्यधिक पल्स्ड अनुप्रयोग के लिए सार्वभौमिक लॉस मान के रूप में न लें।.

सबसे अधिक निरंतर भार और महत्वपूर्ण क्षणिक भारों को अलग-अलग पहचानें। स्टार्टअप, इनरश और अल्पकालिक अधिभार के लिए क्षणिक थर्मल-इम्पीडेंस समीक्षा की आवश्यकता हो सकती है, जबकि निरंतर सेवा के लिए स्थिरावस्था विश्लेषण आवश्यक है। हीटसिंक की थर्मल द्रव्यमान बार-बार होने वाले पल्सों को अनदेखा करने का औचित्य नहीं देती; पुनरावृत्ति सिस्टम को उसकी प्रारंभिक तापमान पर लौटने से रोक सकती है।.

सटीक-मॉडल जानकारी से हानि प्राप्त करें

सटीक मॉडल के ऑन-स्टेट वोल्टेज या हानि पैरामीटर तथा निर्माता द्वारा अनुशंसित गणना विधि का अनुरोध करें। जहाँ मॉड्यूल में कई उपकरण हों, वहाँ प्रत्येक चालक तत्व पर होने वाले हानि और साझा बेसप्लेट में प्रवाहित कुल ऊष्मा को ट्रैक करें। पावर लॉस थर्मल विश्लेषण का एक इनपुट है; यह उपकरण की आउटपुट पावर या लोड रेटिंग के समान नहीं है।.

जाँचें कि डेटाशीट में विशिष्ट जंक्शन तापमान और धारा परिस्थितियों पर वक्र दिए गए हैं या नहीं। यदि कोई आपूर्तिकर्ता एकल “सामान्य” मान प्रदान करता है, तो पूछें कि वे किन परिस्थितियों पर आधारित हैं और क्या अधिकतम या डिज़ाइन मान उपलब्ध है। अप्रमाणित सामान्य डेटा से सटीक सिंक तापमान प्रस्तुत करने के बजाय अनिश्चितता को दर्ज करें।.

रेक्टिफायर या फेज़-कंट्रोल सिस्टम के लिए, चालक पथ और समय के साथ डिवाइस द्वारा वहन की जाने वाली धारा का हिस्सा दोनों स्पष्ट करें। यदि नियंत्रण योजना या सर्किट संचालन असममित है, तो एक डुअल SCR मॉड्यूल नुकसान को समान रूप से विभाजित नहीं कर सकता। थर्मल मॉडल को वास्तविक चालक उपकरणों को प्रतिबिंबित करना चाहिए और यदि आवश्यक हो, तो एक ही हीट सिंक पर कई ऊष्मा स्रोतों की निकटता को भी दर्शाना चाहिए।.

पूर्ण थर्मल पथ पढ़ें

एक सरलीकृत स्थिरावस्था पथ जंक्शन से केस तक, केस से थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री के माध्यम से हीटसिंक तक, और हीटसिंक से परिवेश तक चलता है। प्रत्येक चरण संबंधित ऊष्मा प्रवाह के तहत तापमान वृद्धि में योगदान देता है। Infineon के मॉड्यूल माउंटिंग मार्गदर्शन में जोर दिया गया है कि थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री, अनुप्रयोग और ज्यामिति मॉड्यूल और सिंक के बीच चालकता को प्रभावित करते हैं। कोई भी कैटलॉग हीटसिंक नंबर खराब नियंत्रित संपर्क इंटरफ़ेस की भरपाई नहीं कर सकता।.

सटीक मॉड्यूल का थर्मल-रेसिस्टेंस या ट्रांज़िएंट-इम्पीडेंस डेटा प्राप्त करें और मापन संदर्भ बिंदुओं को समझें। “जंक्शन-टू-केस” विभिन्न आंतरिक विन्यासों या परीक्षण परंपराओं में स्वचालित रूप से तुलनीय नहीं होता। सिंक आपूर्तिकर्ता का थर्मल-प्रतिरोध मान भी शर्तों पर आधारित होता है: वायु प्रवाह, अभिविन्यास, आधार क्षेत्र और एक विशिष्ट ऊष्मा स्रोत व्यवस्था मान ली जा सकती है।.

जाँचें कि उपकरण का परिवेशीय संदर्भ कहाँ मापा जाता है। SCR बैंक के पास की हवा, भीड़-भाड़ वाली कैबिनेट के अंदर, कमरे की हवा से अधिक गर्म हो सकती है। एक पंखे की फ्री-एयर रेटिंग तब सिंक की फिनों से होकर गुजरने वाली वायु प्रवाह नहीं होती जब फ़िल्टर, गार्ड और आस-पास के घटक स्थापित हो जाते हैं। डिज़ाइन समीक्षा में, सबसे अनुकूल प्रयोगशाला परिवेश के बजाय प्रासंगिक स्थानीय इनलेट-एयर स्थिति का उपयोग करें।.

इंटरफ़ेस और माउंटिंग प्रक्रिया शामिल करें

थर्मल कंपाउंड, पैड या फैक्ट्री-लागू इंटरफ़ेस सामग्री डिज़ाइन किए गए मार्ग का हिस्सा है। सटीक मॉड्यूल के लिए किस इंटरफ़ेस की अनुमति है, आवश्यक सतह समतलता और स्वच्छता, तथा निर्माता द्वारा प्लेसमेंट और फास्टनिंग क्रम को रिकॉर्ड करें। कंपाउंड या माउंटिंग दबाव में परिवर्तन संपर्क प्रतिरोध को बदल सकता है, भले ही इलेक्ट्रिकल मॉड्यूल और सिंक अपरिवर्तित रहें।.

निर्दिष्ट माउंटिंग टॉर्क, फास्टनर पैटर्न, विद्युत रिक्ति और किसी भी पुनः कसने या बर्न-इन निर्देश के लिए पूछें। ये विवरण वर्तमान मॉड्यूल इंस्टॉलेशन मैनुअल से आने चाहिए, किसी सामान्य टॉर्क चार्ट से नहीं। Infineon की पावर-मॉड्यूल दस्तावेज़ीकरण में माउंटिंग को स्पष्ट रूप से थर्मल प्रदर्शन और विश्वसनीयता संबंधी मुद्दा माना गया है; RITOKS उत्पादों के लिए असेंबली जारी करने से पहले उनके अपने सटीक-मॉडल निर्देशों का पालन करना आवश्यक है।.

विचार करें कि क्या कई मॉड्यूल एक ही हीटसिंक साझा करते हैं। यांत्रिक हस्तक्षेप, ताप प्रसार, विद्युत पृथक्करण और वायु प्रवाह अवरोध प्रदर्शन को प्रभावित कर सकते हैं। यदि सिंक मॉड्यूल बेस के माध्यम से सर्किट के किसी भाग से विद्युत रूप से जुड़ा है, तो डिज़ाइन को आवश्यक इन्सुलेशन और सुरक्षा दूरी का ध्यान रखना चाहिए, न कि सिंक को केवल हानिरहित धातु का काम मान लेना चाहिए।.

स्थापित ज्यामिति पर प्राकृतिक और जबरदस्ती संवहन की तुलना करें।

प्राकृतिक संवहन पंखों की अभिविन्यास, दूरी और बिना अवरोध के ऊपर उठती हवा पर बहुत अधिक निर्भर करता है। बाध्य संवहन केवल पंखे के मुक्त-वायु प्रवाह पर नहीं, बल्कि ऊष्मा विनिमायक के माध्यम से पहुँचाए गए वायु प्रवाह पर निर्भर करता है। यह विकल्प ध्वनिक, धूल, फ़िल्टर और रखरखाव आवश्यकताओं को भी प्रभावित करता है। निर्णय करें कि क्या कैबिनेट अपनी सेवा अवधि के दौरान इच्छित वायु प्रवाह का समर्थन कर सकता है।.

स्थापित व्यवस्था के करीब की परिस्थितियों में सिंक के प्रदर्शन वक्र या परीक्षण की गई थर्मल प्रतिरोधकता का अनुरोध करें। यदि डेटा में किसी अन्य हीट-सोर्स के पदचिह्न का उपयोग किया गया है, तो सिंक आपूर्तिकर्ता से पूछें कि इसे कैसे सुधारें या परीक्षण करें। Infineon के हीटसिंक-चयन मार्गदर्शन में जोर दिया गया है कि अनुकूलन पुनरावृत्तिशील है और प्रकाशित थर्मल प्रतिरोधकता इस बात पर निर्भर करती है कि इसे कैसे मापा गया था।.

शीतलन मार्जिन को गणना की गई अनिश्चितता, परिवेशीय चरम स्थितियाँ और रखरखाव संबंधी मान्यताओं द्वारा उचित ठहराया जाना चाहिए। इंटरफ़ेस और वायु प्रवाह की जांच किए बिना सिंक का अतिआकार करना वास्तविक बोतलनेक को चूक सकता है। इसके विपरीत, एक छोटा सिंक केवल तभी विश्वसनीय हो सकता है जब क्षणिक ताप मॉडल और पुनरावृत्ति का दस्तावेजीकरण किया गया हो।.

केवल वर्तमान की तुलना न करें, बल्कि थर्मल साक्ष्य तालिका का उपयोग करें।

सभी इनपुट्स को एक ड्राइंग संशोधन और एक ऑर्डर कोड से जोड़ा रखें। SCR टोपोलॉजी, मॉड्यूल पैकेज, एयर पाथ या कंट्रोल वेवफॉर्म में परिवर्तन मूल हीट गणना को अमान्य कर सकता है। यदि थर्मल पाथ अलग है तो खरीद प्रक्रिया केवल करंट और वोल्टेज लेबलों के आधार पर “समतुल्य” मॉड्यूलों को प्रतिस्थापित नहीं करनी चाहिए।.

प्रतिनिधि कर्तव्य पर मापन के साथ सत्यापित करें

गणना उम्मीदवारों को छानती है; स्थापित परीक्षण मॉडल को सत्यापित करता है। परीक्षण से पहले संचालन चक्र, आवरण की स्थिति और मापन बिंदुओं को परिभाषित करें। किसी केस या सिंक का तापमान मापन तभी सार्थक होता है जब उसका स्थान गणना संदर्भ से मेल खाता हो। यदि प्रत्यक्ष जंक्शन मापन उपलब्ध न हो, तो निर्माता द्वारा अनुमोदित विधि का उपयोग करके मापित मानों और हानियों से जंक्शन तापमान का अनुमान लगाएँ।.

एक निरंतर उच्च-लोड स्थिति और किसी भी महत्वपूर्ण अस्थायी या दोहराए जाने वाले चक्र की स्थिति की जाँच करें। पंखे की गति, फ़िल्टर की स्थिति, परिवेशीय तापमान और आस-पास के ऊष्मा स्रोतों का दस्तावेजीकरण करें। यदि मापा गया तापमान पूर्वानुमान से भिन्न है, तो हानि अनुमानों, इंटरफ़ेस अनुप्रयोग, वायु प्रवाह और सेंसर की स्थिति की जाँच करें। बिना किसी साक्ष्य के केवल एक अनुमानित प्रतिरोध को समायोजित करके असंगति को छिपाने से बचें।.

उत्पादन असेंबली नियंत्रणों को शामिल करें। एक इंजीनियर द्वारा सावधानीपूर्वक असेंबल किया गया प्रोटोटाइप, यदि कंपाउंड कवरेज या फास्टनिंग क्रम में भिन्नता हो, तो पुनः निर्मित बिल्ड से अलग प्रदर्शन कर सकता है। निर्माण स्थल पर व्यावहारिक निरीक्षण बिंदु निर्दिष्ट करें, फिर सत्यापित असेंबली प्रक्रिया को उत्पाद रिकॉर्ड के साथ बनाए रखें।.

एससीआर मॉड्यूल पूछताछ के साथ क्या भेजें

सर्किट टोपोलॉजी, वेवफ़ॉर्म और ड्यूटी साइकिल, आवश्यक ब्लॉकिंग वोल्टेज, संभावित ओवरलोड घटनाएँ, उपलब्ध हीटसिंक एनवेलप, परिवेशीय और वायु प्रवाह की स्थितियाँ, माउंटिंग व्यवस्था और आवश्यक दस्तावेज़ भेजें। सटीक मॉड्यूल लॉस और थर्मल डेटा, यांत्रिक ड्रॉइंग, इंटरफ़ेस मार्गदर्शन और इंस्टॉलेशन निर्देश अनुरोध करें। एससीआर/थायरिस्टर मॉड्यूल श्रेणी उत्पाद परिवारों की पहचान करने में मदद करता है; चयन मॉडल-विशिष्ट बना रहता है।.

संदर्भ के लिए समीक्षा करें एमटीए डुअल-एससीआर परिवार, एमटीसी एससीआर परिवार या एमटीसी उच्च-धारा परिवार जैसा उपयुक्त हो। उनके पृष्ठ वर्तमान लॉस वक्रों या माउंटिंग मैनुअल का विकल्प नहीं हैं। पूछें रिटोक्स ऑर्डर कोड को फ्रीज़ करने से पहले विशिष्ट दस्तावेज़ सेट के लिए।.

सामान्य प्रश्न

क्या SCR की वर्तमान रेटिंग से हीटसिंक का चयन किया जा सकता है?

नहीं। वर्तमान रेटिंग केवल एक डिवाइस डिस्क्रिप्टर है। वास्तविक तरंग रूप, हानियाँ, परिवेश, इंटरफ़ेस और शीतलन व्यवस्था थर्मल आवश्यकता निर्धारित करते हैं।.

क्या फैन जोड़ने से अधिक मार्जिन की गारंटी मिलती है?

केवल तभी जब स्थापित परिस्थितियों में संबंधित फिन सतहों तक पर्याप्त वायु प्रवाह पहुँचता हो। फ़िल्टर, अवरोध, पंखे की संचालन स्थिति और सिंक प्रदर्शन डेटा की जाँच करें।.

अंतिम स्वीकृति का प्रमाण क्या है?

एक मॉडल-विशिष्ट गणना, नियंत्रित माउंटिंग विधि और प्रतिनिधि तापमान परीक्षण मिलकर एक ठोस निर्णय स्थापित करते हैं। कोई एक दस्तावेज़ इन तीनों को साबित नहीं करता।.

निचोड़

पहले विद्युत हानि को परिभाषित करें, फिर संपूर्ण थर्मल पथ का पता लगाएँ और स्थापित असेंबली की पुष्टि करें। एक SCR मॉड्यूल/हीटसिंक जोड़ी एक प्रणालीगत निर्णय है। अनसुलझे मॉडल-विशिष्ट थर्मल डेटा को RFQ में दिखाई देने योग्य रखें, कैटलॉग धारणा से भरने के बजाय। अंतिम ड्राइंग में चयनित मॉड्यूल, सिंक, इंटरफ़ेस सामग्री, वायु प्रवाह की दिशा और सत्यापित परीक्षण स्थितियों को एक नियंत्रित असेंबली के रूप में पहचानना चाहिए।.

संदर्भ

• Infineon, 34 mm and 50 mm Solder Bond Modules — Use and Installation Manual (AN2018-07).
• इनफिनियन, थर्मल सिस्टम डिज़ाइन और हीटसिंक चयन मार्गदर्शन (सामान्य हीट-सिंक सिद्धांत; RITOKS SCR विनिर्देश नहीं).
• सेमिक्रॉन डैनफ़ॉस, अनुप्रयोग मैनुअल पावर सेमीकंडक्टर्स.