Comment un transistor haute tension peut-il être dans un si petit emballage?

Par exemple:

• STN0214 - Transistor de puissance NPN très haute tension

Il accepterait plus de 1 kV entre son collecteur et son émetteur. Il est livré dans un boîtier SOT-223 (3 broches plus une languette). Avec une rigidité diélectrique de 1 kV / mm pour l'air humide, un arc ne peut-il pas apparaître entre les électrodes?

Ou devez-vous enfermer l'emballage dans de la colle ou un autre matériau ayant une rigidité diélectrique plus élevée que l'air?

Hmm, ça semble serré. Le pas des broches est de 2,3 mm et la largeur maximale des broches est de 0,85 mm, laissant un espace minimum de 1,45 mm entre les broches. Le transistor est spécifié pour 1,4 kV CE, qui se trouvent sur des broches adjacentes, ce qui correspond à environ 1 kV / mm. Comme je l'ai dit, cela semble serré, et vous devez être prudent dans la conception de l'empreinte PCB pour ne pas aggraver la situation.

Habituellement, je fais des pads PCB un peu plus larges que les broches, mais dans ce cas, je ne le ferais pas. Même si vous faites les tampons de la même largeur que les broches, toute erreur d'alignement réduit l'espacement.

Dans l'ensemble, je préférerais un boîtier plus grand avec plus d'espace entre les broches pour atteindre un peu moins de 1 kV / mm.

Oui, vous appliqueriez généralement un composé pour sceller les broches après le montage. Même pour un espacement beaucoup plus important, cela se fait généralement car les fils ont souvent des coins aigus (plus sujets à la couronne et à la panne). Nous ajoutons régulièrement quelque chose comme Corona Dope à des composants même assez gros (relais HV, etc.) lorsque la tension monte et dépasse 1 kV. Cela fournit une protection de l'ordre de ~ 145 kV / mm et supprime les arcs et la décharge corona . Certes, Corona Dope n'est pas le composé le plus approprié pour cette partie, bien sûr - c'est juste pour donner l'exemple. Dans tous les cas, une sorte de revêtement isolant conforme serait nécessaire dans un système qui faisait fonctionner l'appareil à sa valeur nominale maximale de 1,4 kV.

Ce qui serait plus préoccupant serait le PCB lui-même et les traces / tampons - la puce est trop serrée pour les matériaux PCB standard à basse tension et les normes de conception (c'est-à-dire: une carte faite avec des matériaux spécifiés IPC). Par exemple, les spécifications IPC2221A indiquent un espacement minimum pour les conducteurs externes à revêtement permanent (c.-à-d. Les conducteurs de puce - en supposant qu'ils soient revêtus comme ci-dessus):

• 0,8 mm à 500 V + 0,00305 mm / V en plus
• -> pour 1,4 kV, c'est 0,8 + 900 * 0,00305 = 3,545 mm

Même les traces internes de la carte devraient être plus espacées (2,5 mm, par un calcul similaire) que ne le permet la puce. La forme des plots et des traces doit également être prise en compte pour les PCB de moyenne ou haute tension - ceux-ci doivent souvent être arrondis, éliminant les coins tranchants où les traces changent de direction et utilisant des plots rectangulaires arrondis au lieu de carrés aux coins tranchants.

Ainsi, en plus de devoir enduire les fils des composants d'un composé isolant après le montage, un PCB standard conçu pour les circuits basse tension ne serait pas approprié pour ce composant à sa puissance maximale. Vous auriez donc besoin de le monter sur une carte spécialement conçue pour les applications moyenne tension (généralement ~ 600-3000V).

La distance minimale réelle entre le collecteur et les autres broches n'est pas claire, mais elle semble être légèrement supérieure à 1 mm. Probablement dans un boîtier scellé avec de l'air sec qui serait juste suffisant (en supposant que n'importe qui l'utiliserait près de la cote maximale!). Une autre possibilité consiste à appliquer un revêtement conforme .

MAIS, le fait que le transistor puisse gérer cette tension ne signifie pas que vous DEVEZ le faire fonctionner jusqu'à cette tension. Si vous l'utilisez par exemple à 600 V, vous auriez une marge considérable avant que le transistor ne tombe en panne. Dans certaines situations, cela pourrait être bien d'avoir.

Les considérations primaires à haute tension sont le jeu et la ligne de fuite au niveau de la couche physique. Le dégagement est le chemin le plus court entre les points d'intérêt et la norme habituellement utilisée est IPC-2221A. La ligne de fuite est le chemin électrique le plus court sur le PCB Si l'une de ces distances est inférieure à celle trouvée dans la référence ci-dessus, comme vous le supposez, un composé avec de meilleures propriétés isolantes est requis. La référence ci-dessus donne des valeurs pour les panneaux enduits et non enduits de manière conforme pour les couches de surface. Il existe un certain nombre de solutions à ce problème. Ceci est une réponse simple à votre question spécifique. La haute tension a beaucoup plus de problèmes à prendre en compte.