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ELETRÔNICA / ELÉTRICA => Eletrônica Básica => Tópico iniciado por: Rudolf Waller em 23 de Junho de 2008, 23:06
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Oi pessoal,
Há um certo tempo tenho presenciado um fenômeno que tem me tirado o sono.
A montagem dos fets no dissipador é feita com isolante de mica, bucha de nylon e parafuso M2,5, além de uma camada fina de pasta térmica entre a mica e o dissipador e entre a mica e o fet.
No procedimento de teste do Smile (antes de energizar o motor) é verificado a isolação entre a carcaça do fet e o dissipador. Estando tudo bem é feito um teste completo com 25V. Após a aprovação, todo teste é refeito com 120V :o
Este último teste é só prá confirmar que está tudo bem e GERALMENTE é o que acontece.
Só que ÀS VEZES vejo um flash num dos fets com abertura do fusível do Smile. Como conseqüência deste efeito, um dos fets está em curto entre o gate e o source, sendo que, quando eu queimava fet a torto e a direito por excesso de temperatura, existia um curto entre o dreno e o source. Ah! O dissipador e os fets continuam frios.
O mais estranho é que quando isso ocorre, QUASE SEMPRE existe um curto entre a carcaça do fet e o dissipador e SEMPRE existe fuligem no dissipador, mica e fet, SEMPRE próximo do parafuso.
Imaginava que era devido a cavaco, mas estou tendo que rever alguns conceitos devido a um comentário feito pelo mestre Arnaldo: Será que não pode estar soltando uma faísca entre o fet e o dissipador (onde existe o furo da mica), devido à pequena distância entre ambos?
A espessura de uma mica é de 0,07mm, medida com micrômetro (não sei se este valor é normal). Existem picos de tensão de PELO MENOS o dobro da tensão da fonte (chuto a tensão entre o fet e o dissipador em mais de 250V) separados por estes 0,07mm de ar e pasta térmica.
Neste sábado presenciei novamente o fenômeno. Substituí o fet, troquei a mica, bucha e parafuso para eliminar a fuligem. O furo foi escareado e o material metálico devidamente retirado. Tudo funcionando em 25V, voltei a tensão para uns 100V e... novamente o efeito NA MESMA POSIÇÃO do fet!
Bão, isso posto, gostaria de saber:
-Qual a máxima tensão de ruptura (me corrijam se não usei o termo certo) tendo o ar e a pasta térmica como dielétrico?
-Existe a possibilidade deste problema ser causado mesmo por esta faísca?
-Pergunta genérica: O que mais pode estar causando isso?
Obrigado por qualquer ajuda que possam me dar :)
Abraços,
Rudolf
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Rudolf,
Posso estar errado, mas uma possibilidade pode ser o parafuso de fixação, mais precisamente uma combinação de "diâmetro e esquadro".
Notei que as buchas de isolamento tem um "pescoço" que fica ajustado no fuso do Transistor que ajuda na centralização tanto da bucha como do pafariso, mas este rebaixo não tem comprimento suficiente nem espessura de material para resistir a determinados desaforos.
Se o parafuso não for fixado no esquadro, ou seu diametro for grande para a bucha, corre-se o risco dele (parafuso) "tocar de leve na parte de baixo da parte metálida co transistor por causa do angulo que foi fixado, ou mesmo de algum esforço mecanico na hora da inserção...
O desenho em baixo não prima pelo caprixo nem escala, mas mostra mais ou menos o que eu quero dizer...
A bucha é azul, o transistor é verde, a mica é vermelha, e no detalhe (circulo vermelho) o ponto onde o parafuso poderia estar tocando - ou muito próximo - do transistor, e a tal faísca acontecer...
Se a distância for realmente pequena - 1 centésimo por exemplo - acho que há a possibilidade de saltar uma faísca sim...
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-Qual a máxima tensão de ruptura (me corrijam se não usei o termo certo) tendo o ar e a pasta térmica como dielétrico?
Dizem os físicos que a rigidez dielétrica do ar é de 3 kV/mm ... isto varia brutalmente em função da pressão atmosférica, temperatura, umidade relativa, contaminantes, etc, etc, etc ... o povo da eletrônica frequentemente adota 1 kV/mm ...
-Existe a possibilidade deste problema ser causado mesmo por esta faísca?
Acho que é uma hipótese muito respeitável ...
-Pergunta genérica: O que mais pode estar causando isso?
No momento só consigo pensar no óbvio, os limites do FET estariam sendo excedidos ...
Talvez seja o caso de tentar diagnosticar por eliminação ... no link abaixo há o projetinho de um hi-pot que pode ajudar a verificar se há arco ou não:
http://www.somis.org/BVT.html
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Sei que vc já deve ter verificado várias vezes, mas eu tive alguns deles queimados por que os furos da mica eram maiores que o furo dos fets.
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Rudolf
voce deve estar usando parafuso com rosca no dissipador, em casos mais críticos uso parafusos com porca faço o furo no dissipador um pouco maior e uso buchas de boa qualidade nos dois lados de maneira que o parafuso também fica isolado do dissipador, assim acabaram problemas que eram os mesmos relatados por voce,
uso assim em amplificadores de alta potencia que fabrico
ps: não esquecendo de verificar o óbvio, escariar os furos para retirar as rebarbas, as micas tem tendencia a criar micro fisuras ao redor dos furos etc., o ideal seria usar fets com a aba isolada com eles não precisa usar mica e um parafuso mais uma pequena chapa de metal prende dois fets no dissipador, o aumento de temperatura pela aba isolada não seria significativo no caso do smile
mais uma use micas sem furo fets normais e chapinha mais parafuso para prender os fets, olhe como é feito em um módulo amplificador automotivo
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Ave Fabio,
Se o parafuso não for fixado no esquadro, ou seu diametro for grande para a bucha, corre-se o risco dele (parafuso) "tocar de leve na parte de baixo da parte metálida co transistor por causa do angulo que foi fixado, ou mesmo de algum esforço mecanico na hora da inserção...
Acabei de pegar uma bucha e um fet. O comprimento do cilindro da bucha é bastante próximo da espessura da parte metálica do fet, visualmente falando.
Aparentemente o parafuso não encosta no fet, pois passa com louvor em testes com fonte de 25V. Quando o problema ocorre, só surge com tensão em torno de 100V.
O desenho em baixo não prima pelo caprixo nem escala, mas mostra mais ou menos o que eu quero dizer...
A bucha é azul, o transistor é verde, a mica é vermelha, e no detalhe (circulo vermelho) o ponto onde o parafuso poderia estar tocando - ou muito próximo - do transistor, e a tal faísca acontecer...
Pergunta de leigo: a furação foi feita com o super CNC do mestre Lolata, aparentemente na vertical (ajustado manualmente com esquadro). O parafuso não teria que estar perpendicular à superfície do dissipador ou, pelo menos, muito próximo deste eixo?
O fet é fixo com parafuso M2,5 e entra e sai da bucha sem esforço.
Se a distância for realmente pequena - 1 centésimo por exemplo - acho que há a possibilidade de saltar uma faísca sim...
Segundo o Sir Jorge, é necessário 1KV (tem bastante folga neste valor) para gerar faísca em 1mm de ar. Como a espessura da mica é de uns 0,07mm, bastariam 70V para esta faísca aparecer. Como aparecem tensões acima de 240V, ... ::)
Abraços,
Rudolf
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Salve Sir Jorge,
Dizem os físicos que a rigidez dielétrica do ar é de 3 kV/mm ... isto varia brutalmente em função da pressão atmosférica, temperatura, umidade relativa, contaminantes, etc, etc, etc ... o povo da eletrônica frequentemente adota 1 kV/mm ...
Mestre Arnaldo se lembrava de 1KV/mm, mas não tinha certeza...
-Pergunta genérica: O que mais pode estar causando isso?
No momento só consigo pensar no óbvio, os limites do FET estariam sendo excedidos ...
É uma hipótese que sempre temos que averiguar :)
Talvez seja o caso de tentar diagnosticar por eliminação ... no link abaixo há o projetinho de um hi-pot que pode ajudar a verificar se há arco ou não:
http://www.somis.org/BVT.html
GRANDE!!! Estava querendo fazer algo assim :)
Estava pensando em usar a fontona (300V) com resistor em série na ponteira de teste. Vou ler o artigo com carinho :)
Abraços,
Rudolf
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Grande Alebe,
Sei que vc já deve ter verificado várias vezes, mas eu tive alguns deles queimados por que os furos da mica eram maiores que o furo dos fets.
Esta é minha maior suspeita :)
Abraços,
Rudolf
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Grande Gilberto,
voce deve estar usando parafuso com rosca no dissipador, em casos mais críticos uso parafusos com porca faço o furo no dissipador um pouco maior e uso buchas de boa qualidade nos dois lados de maneira que o parafuso também fica isolado do dissipador, assim acabaram problemas que eram os mesmos relatados por voce,
Infelizmente do outro lado do dissipador tem uma ventoinha...
uso assim em amplificadores de alta potencia que fabrico
Mais tarde gostaria de conhecer melhor estas obras de arte :)
mais uma use micas sem furo fets normais e chapinha mais parafuso para prender os fets,
Mestre Lolata e eu estamos tentando fixar os fets desta maneira, ainda sem sucesso :)
olhe como é feito em um módulo amplificador automotivo
Acho que ficou faltando a foto (ou o site) :)
Valeu pela força :)
Abraços,
Rudolf
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Salve Sir Jorge,
Dizem os físicos que a rigidez dielétrica do ar é de 3 kV/mm ...
E da pasta térmica, você faz alguma idéia?
Como nesta região também tem pasta térmica, a rigidez dela poderia ser menor do que a do ar?
Pergunto por sempre sobrar "fuligem" entre o fet e o dissipador quando este efeito ocorre, quem sabe são restos mortais da pasta?
Abraços,
Rudolf
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E da pasta térmica, você faz alguma idéia?
Teoricamente é muito mais elevada, mas ... vai saber ... Cadê as especificações ? Quem viu ? Só uma vez vi a especificação para uma pasta importada que custava uma baba ...
Pergunto por sempre sobrar "fuligem" entre o fet e o dissipador quando este efeito ocorre, quem sabe são restos mortais da pasta?
Não duvido não ... já usei sob tensões muito mais elevadas, mas não dessas nacionais baratinhas ...
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Rudolf,
Se a furação é feita com uma máquina, a possibilidade de sair fora de esquadro é bem menor, mas se depois de furado se abre uma rosca com um macho, a probabilidade de entortar o furo aumenta e muito.
Se o parafuso é enfiado "na marra" furo adentro, a probabilidade de entortar também é grande, e creio que o esforço mecânico feito no parafuso deve vencer a resistência da mirrada bucha plástica..
Mas se aparentemente as coisas estão bem, então a causa provavelmente deve ser outra - do distante e obscuro mundo eletrônico...
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Rudolf
foto de um módulo aberto na internet ainda não ví, quando aparecer aqui um para conserto tiro foto e posto, no momento não tem nenhum, vale a pena ver, é simples e mais eficiente que qualquer outra fixação mesmo em dissipação
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Grande Gilberto,
foto de um módulo aberto na internet ainda não ví, quando aparecer aqui um para conserto tiro foto e posto, no momento não tem nenhum,
Hehehe
Entendi mal :) Achei que você estava me mostrando uma foto.
Agradeço se você conseguir uma foto do que você está pensando. Ajudaria bastante :)
vale a pena ver, é simples e mais eficiente que qualquer outra fixação mesmo em dissipação
Fiquei curioso agora :)
Abraços,
Rudolf
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Gostaria de relatar um acontecimento semelhante com minha placa e os Fets
Eu vi uma pequena faisca saindo do Fet e meu motor começou a esfumaçar, imediatamente desliguei tudo e salvei o motor. Só que isso aconteceu por tres vezes, trez vezes troquei os fets e cheguei a conclusão que meus parafusos eram um pouco longos e de alguma forma quando eu montava a placa no gabinete este encostava a ponta inferior no gabinete, assim conseguia eu saber o porque do curto no fet, mas e a faisca? Me perdoe se falo bobagem Uma dedução foi que a placa estava totalmente isolada e sem o aterramento feito pela fixação assim pareceu me uma fuga de energia apenas.
Após a diminuição dos parafusos e um maior isolamento onde poderiam tocar , acabou o problema.
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http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-76628496-ponta-de-prova-ate-100mhz-x100-mod-tx3110-novo-_JM
Ponteira 100:1 até 1,2Kv , acho que vale o investimento....
Ramede
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Oi pessoal,
Acho que resolvemos o problema, graças a ajuda de diversos colegas :)
Prá começar, mestre Fabio Cicuto indicou um tipo de isolante elétrico (e condutor térmico) chamado Silglass fabricado pela Implastec feito com fibra de vidro e silicone. Dispensa pasta térmica e tem uma face com adesivo. Além do pessoal ser super atencioso, a fábrica fica em Votorantim, uma cidade colada a Sorocaba :)
Recortamos uma tira e colamos no dissipador, sem nenhum tipo de furo. A fixação dos fets foi possível graças a mais uma invenção do mestre Lolata, que pressiona os 4 fets contra o dissipador através de uma trava que é presa entre as aletas do dissipador.
Antes desta solução, 1 a cada 3 ou 4 Smiles apresentavam queima de algum fet. Depois da solução, após algumas dezenas de Smiles testados, TODOS os fets continuaram a funcionar normalmente 8)
Agradeço a todos a ajuda que me deram :)
Abraços,
Rudolf
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Grande Ramede,
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-76628496-ponta-de-prova-ate-100mhz-x100-mod-tx3110-novo-_JM
Ponteira 100:1 até 1,2Kv , acho que vale o investimento....
Valeu pela dica :) Acabei de fazer o pedido :)
Abraços,
Rudolf
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coisa de engenheiro.. heheh
parabéns pela idéia.. ficou simples e pratica..
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Olá Rudolf,
A presilha ( bem bolada pelo Lolata ) é apenas um reforço? O adesivo do produto não é suficiente? Achei interessante a existência de um produto que dispensa os tais furos, parafusos, buchas, micas, pasta térmica, . . .
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Grande Fabio,
A presilha ( bem bolada pelo Lolata ) é apenas um reforço?
É ela que fixa os fets no dissipador. Sem ela os fets ficam soltos.
O adesivo do produto não é suficiente?
Só tem adesivo em um lado do isolante, e preferi deixar do lado do dissipador.
Achei interessante a existência de um produto que dispensa os tais furos, parafusos, buchas, micas, pasta térmica, . . .
Realmente, foi um achado :)
Abraços,
Rudolf
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Grande Fabio,
coisa de engenheiro.. heheh
parabéns pela idéia.. ficou simples e pratica..
ADORO as idéias do MDF (Mestre Das Fresadoras)! O Lolata tem a capacidade de dar soluções extremamente simples a desafios como este. Acho que este dom se deve ao fato de experimentar sempre, ao invés de ficar só na vontade de fazer ;)
Abraços,
Rudolf
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se me permitem gostaria de dar mais um pitacozinho, seira bom passar uma lixa bem fina uma 400 já é o bastante nas "costas" dos fets, afim de remover qualquer irregualridade que possa furar o Silglass, esse treco fura por qualquer coisinha que seja comprimida entre ele o dissipador e o transistor, já tive alguns problemas com silglass por causa de uns TABs de transistores mal cunhados.
Abraço a todos!
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Grande Salsicha,
se me permitem gostaria de dar mais um pitacozinho, seira bom passar uma lixa bem fina uma 400 já é o bastante nas "costas" dos fets, afim de remover qualquer irregualridade que possa furar o Silglass, esse treco fura por qualquer coisinha que seja comprimida entre ele o dissipador e o transistor, já tive alguns problemas com silglass por causa de uns TABs de transistores mal cunhados.
Mais uma prá coleção :o
Abraços,
Rudolf