جسور تدرج السيليكون كاربيد للرنين المغناطيسي: مُخمد ESL وتجاوز 215 فولت

جسور تدرج السيليكون كاربيد للرنين المغناطيسي: مُخمد ESL وتجاوز 215 فولت

الملخص

تنطفئ ترانزستورات MOSFET المصنوعة من كربيد السيليكون عند جهد يتراوح بين 50 و100 كيلوفولت/ميكروثانية، أي أسرع بعشر مرات تقريبًا من ترانزستورات IGBT المصنوعة من السيليكون، وهذه السرعة تجعل مكثف التخميد ESL عنصرًا أساسيًا في تحديد تجاوز عقدة الطور. تتناول هذه المقالة علاقات التجاوز والمعاوقة، ومصائد ESL الأربعة الموجودة في مضخمات التدرج، وخطوات التصميم الست التي تحافظ على التجاوز ضمن 220 فولت، وبيانات الفحص التي تدعمها.

1. مقدمة

تم استبدال مضخمات التدرج المغناطيسي في التصوير بالرنين المغناطيسي بكربيد السيليكون. تنطفئ ترانزستورات MOSFET المصنوعة من كربيد السيليكون عند جهد يتراوح بين 50 و100 كيلوفولت/ميكروثانية، مقارنةً بجهد يتراوح بين 5 و10 كيلوفولت/ميكروثانية لترانزستورات IGBT المصنوعة من السيليكون. ينخفض ​​فقد الطاقة الناتج عن التبديل، ويصبح تجاوز جهد عقدة الطور هو القيمة الحدية.

قامت شركة HVC بقياس منصة تدرج 3 تسلا عبر مجموعة من تصميمات المخمدات. عند قيمة ESL للمخمد تبلغ 15 نانو هنري، بلغ التجاوز 210 فولت. وعند 35 نانو هنري، وصلت الدائرة نفسها إلى 485 فولت، أي ما يقارب 90% من الجهد المقنن لـ SiC. أما المخمدات الفيلمية ذات قيمة ESL تتراوح بين 30 و80 نانو هنري، فلا تُحدث فرقًا يُذكر عند سرعة التبديل هذه.

يُقدّم تحليل HVC لـ 88 مرجعًا بالإضافة إلى بيانات اختبار الشركات المصنّعة الأصلية قاعدةً عملية. كل زيادة قدرها 10 كيلو فولت/ميكروثانية في معدل تغير جهد كربيد السيليكون (SiC dV/dt) تُقلّل حوالي 5 نانو هنري من قيمة الحث الذاتي المكافئ (ESL) التي يُمكن للدائرة تحمّلها. رفعت إحدى الشركات المصنّعة الأصلية سرعة التبديل من 60 كيلو فولت/ميكروثانية إلى 100 كيلو فولت/ميكروثانية، مع الإبقاء على مُخمّد 25 نانو هنري، ولاحظت ارتفاعًا في تجاوز الجهد من 240 فولت إلى 410 فولت. وبلغ معدل فشل كربيد السيليكون الشهري 1.2%.

توضح هذه المقالة علاقات الاقتران، والفخاخ الأربعة التي شوهدت في الميدان، وخطوات التصميم الست التي تؤدي إلى خفض معدل فشل SiC السنوي في وحدات 3 T و 7 T من 1.5٪ إلى أقل من 0.05٪.

2. الآلية الأساسية

2.1 نموذج تجاوز عقدة الطور

عندما ينطفئ ترانزستور MOSFET المصنوع من كربيد السيليكون، يمر تيار الدائرة الرئيسية عبر محاثة ناقل البيانات، ومكثف التخميد، ومحاثة الحث الذاتي الخاصة به. ويكون تجاوز الذروة كما يلي:

V_overshoot = L_b · di/dt + I_D · √(L_b / C_s) · exp(−π · R_d · √(C_s / L_b) / 2)

حيث L_b هي محاثة ناقل البيانات، وdi/dt هو معدل تغير التيار، وI_D هو تيار المصرف، وC_s هي سعة دائرة التخميد، وR_d هي مقاومة التخميد. ويأتي معدل تغير التيار نفسه من الجهاز.

di/dt = (dV/dt) · C_oss / C_s

حيث C_oss هي سعة خرج MOSFET. عند 100 كيلو فولت/ميكروثانية مع حث ناقل 30 نانو هنري، يصل الحد الحثي وحده إلى 300 فولت. يحدث التجاوز مع L_b وضد √C_s، لذا فإن تقليل حث الحلقة يحقق فائدة أكبر من زيادة السعة.

2.2 معاوقة فرع المخمد

خلال فترة زمنية لا تتجاوز النانوثانية، يتوقف مكثف التخميد عن التصرف كمكثف. وتصبح مقاومته مهيمنة على حد الحث الكهروستاتيكي.

Z_s = R_ESR + jω · ESL_s + 1/(jω · C_s)

حيث R_ESR هي المقاومة التسلسلية المكافئة، وESL_s هي المحاثة التسلسلية المكافئة، وC_s هي السعة، وω هي التردد الزاوي. عند تردد 50 ميجاهرتز، ينتج عن 20 نانوهنري من المحاثة التسلسلية المكافئة مفاعلة حثية مقدارها 6.28 أوم مقابل مفاعلة سعوية مقدارها 1.6 أوم. الفرع حثي في ​​هذا النطاق، لذا فهو لا يُخمد الرنين. وقد قاس HVC تحسنًا بنسبة 45% في تخميد الرنين عند تردد 100 ميجاهرتز عندما انخفضت قيمة المحاثة التسلسلية المكافئة من 18 نانوهنري إلى 12 نانوهنري.

2.3 فقد العزل الكهربائي والتسخين الذاتي

يُحدد معامل الفقد مقدار الطاقة التي تتحول إلى حرارة في دائرة التخميد. يحافظ مُكثّف N4700 على نسبة فقد الطاقة أقل من 0.3% تحت نبضات نانوثانية. بينما قد تتجاوز نسبة فقد الطاقة في مُكثّف Y5V 5%. يؤدي الفقد الإضافي إلى رفع درجة حرارة القلب وتقصير عمر المكثف بنحو 40%. شغّلت شركة HVC دوائر التخميد N4700 عند درجة حرارة 125 درجة مئوية لمليون دورة نبضية. بلغ فقد السعة 1.8%، بينما بقيت نسبة فقد الطاقة ضمن 0.15%.

2.4 المجال الحافي والتفريغ الجزئي

تؤدي انقطاعات رقائق النحاس عند حافة اللوحة إلى زيادة المجال الكهربائي الموضعي. ويصل المجال عند الحافة إلى ضعفين أو ثلاثة أضعاف المجال الرئيسي. وعندما يتجاوز الجهد الزائد 500 فولت، تبدأ الحافة بالتفريغ الجزئي، ويؤدي التراكم طويل الأمد إلى تكوين قناة متفرعة. استخدمت شركة HVC محاكاة المجال لضبط نصف قطر زاوية قطب HVCT9G 2.2 نانو فاراد/2 كيلو فولت على 0.8 مم. انخفض المجال عند الحافة من 3.5 كيلو فولت/مم إلى 1.9 كيلو فولت/مم، وارتفع جهد التفريغ الجزئي للتيار (PDIV) بنحو 35%. ويبقى التفريغ الجزئي أقل من 1.5 بيكو كولوم عند 80% من الجهد المقنن.

2.5 انحراف ESL مع درجة الحرارة

يرتفع مستوى الحث الكهرومغناطيسي (ESL) لأقطاب النحاس بنسبة 0.4% تقريبًا لكل درجة مئوية نتيجة لتغير عمق الاختراق والتوصيلية. داخل خزانة ذات تدرج حراري عند 70 درجة مئوية، يتراوح مستوى الحث الكهرومغناطيسي بين 18 نانو هنري و21 نانو هنري، ويرتفع الجهد بمقدار 35 فولت تقريبًا. يستخدم تصميم HVC N4700 منخفض الحث الكهرومغناطيسي أقطابًا نحاسية مطلية بالفضة وتقنية تلبيد معجون الفضة عند درجات حرارة منخفضة، مما يحافظ على انحراف مستوى الحث الكهرومغناطيسي أقل من 3% ضمن نطاق درجات الحرارة من -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية. ويبقى الجهد الزائد في حدود 220 فولت حتى في خزانة بحثية محملة بقوة 7 تسلا.

الشكل 1 - تم تثبيت ESL المخمد بقيمة 18 نانو هنري عند 215 فولت حيث وصل جزء الفيلم بقيمة 45 نانو هنري إلى 480 فولت، و 10 كيلو فولت / ميكرو ثانية من dV / dt إضافي يزيل حوالي 5 نانو هنري من المساحة المتاحة.

3. نقاط الضعف الهندسية

المشكلة الأولى: معامل التسرب الكهروستاتيكي (ESL) في مخمد الفيلم مرتفع للغاية

استخدمت منصة 3 تسلا مكثفًا معدنيًا 1 نانو فاراد/2 كيلو فولت مكثف الفيلم مُخمد ذو مقاومة حثية مكافئة (ESL) تبلغ 45 نانو هنري. تجاوز جهد الإيقاف الزائد من 180 فولت إلى 480 فولت، وتعطلت الوحدة بشكل متكرر. أدى استخدام مُكثف HVCT9G بسعة 2.2 نانو فاراد/2 كيلو فولت ومقاومة حثية مكافئة تبلغ 18 نانو هنري إلى خفض الجهد الزائد إلى 215 فولت. انخفض معدل فشل كربيد السيليكون الشهري من 1.2% إلى 0.05%، مما وفر حوالي 680,000 يوان صيني سنويًا.

المشكلة الثانية: يزيد الحث الذاتي لمسارات لوحة الدوائر المطبوعة من حجم القطعة

لا يُصلح مكثف ذو حث مكافئ منخفض حلقة طويلة. مع وجود حث مسار بقيمة 30 نانو هنري موصول على التوالي، وصل الحث المكافئ الفعال إلى 48 نانو هنري. نقلت شركة HVC المكثف إلى مسار من رقائق النحاس ذي مساحة حلقة صفرية. انخفض حث المسار من 30 نانو هنري إلى 5 نانو هنري، وانخفض إجمالي التجاوز من 360 فولت إلى 195 فولت.

نقطة الألم الثالثة: رنين عالي التردد والتداخل الكهرومغناطيسي

يؤدي فرط الحث الكهرومغناطيسي إلى رنين مستمر بين 100 و200 ميجاهرتز، مما ينتج عنه إشعاع كهرومغناطيسي واسع النطاق. في إحدى منصات 7 تسلا، وصل الرنين إلى 350 فولت، مما أدى إلى انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء في سلسلة استقبال الترددات اللاسلكية بمقدار 2.8 ديسيبل. بعد تركيب دائرة التخميد وتصحيح التصميم، انخفض الرنين إلى 110 فولت، وتحسنت نسبة الإشارة إلى الضوضاء. وارتفعت نسبة الامتثال لمعايير التوافق الكهرومغناطيسي من 68% إلى 98% في المرحلة الأولى.

نقطة الضعف الرابعة: تجاوز الارتداد مع ارتفاع درجة حرارة الخزانة

تعمل خزائن التدرج الحراري عند درجة حرارة 70 درجة مئوية. يرتفع مستوى الحث الكهرومغناطيسي (ESL) لأقطاب النحاس بنسبة 0.4% تقريبًا لكل درجة مئوية، لذا ينتقل مستوى الحث الكهرومغناطيسي من 18 نانو هنري إلى 21 نانو هنري، ويحدث ارتدادٌ يتجاوز الجهد بمقدار 35 فولت تقريبًا. قد تتعطل الأجزاء التي تجتاز اختبار التبريد أثناء التشغيل. يحافظ تصميم N4700 منخفض الحث الكهرومغناطيسي على انحراف مستوى الحث الكهرومغناطيسي أقل من 3% عبر نطاق درجات الحرارة الكامل من -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية.

4. خطوات التصميم

الاستراتيجية 1: اختيار مكثف ذي أطراف محورية منخفض الحث الكهروستاتيكي

استخدم HVCT9G تستخدم القطعة 2.2 نانو فاراد/2 كيلو فولت تصميمًا محوريًا بمقاومة كهربائية مكافئة (ESL) تبلغ 18 نانو هنري، أي أقل بنسبة 60% من القطع الفيلمية التي تحل محلها. عند 100 كيلو فولت/ميكرو ثانية، ينخفض ​​التجاوز من 480 فولت إلى 215 فولت. تم شحن أكثر من 80,000 قطعة لمنصات 3 تسلا و7 تسلا، مع معدل نجاح اختبار التفريغ الجزئي (PD) بنسبة 99.6% عند 2 بيكو كولوم.

الاستراتيجية الثانية: توجيه حلقة التخميد بمساحة صفرية

قم بتوصيل مكثف التخميد مباشرةً بعقدة طور كربيد السيليكون وناقل التيار المستمر السالب باستخدام رقاقة نحاسية عمودية. يضمن التوجيه بدون مساحة حلقة بقاء حث المسار أقل من 5 نانو هنري. انخفض حث الحلقة المقاس من 48 نانو هنري إلى 23 نانو هنري، وانخفض التجاوز من 360 فولت إلى 195 فولت. توفر HVC مكتبة تخطيط مرجعية للنمط.

الاستراتيجية الثالثة: تثبيت الجهد العكسي باستخدام ثنائي فائق السرعة

ضع ثنائي سريع الاستعادة بالتوازي مع مكثف التخميد للحد من الجهد العكسي. HVD-UF يستعيد الجزء المتضرر عند جهد 15 كيلوفولت/10 أمبير عافيته في أقل من 35 نانوثانية، ويقلل من إجهاد الجهد المتكرر بنسبة 40%. انخفض المجال الكهربائي عند الحافة المقاسة من 3.2 كيلوفولت/مم إلى 1.9 كيلوفولت/مم، واستقر التفريغ الجزئي من 3.5 بيكو كولوم إلى 1.8 بيكو كولوم. طاقة الانهيار الجليدي (EAS) تتجاوز 200 ملي جول.

الاستراتيجية الرابعة: فحص كل موقع تجميع للمخمدات بحثًا عن التفريغ الجزئي

تُجري شركة HVC فحصًا شاملاً لجميع دفعات المخمدات عند مستوى 2 بيكو كولوم عند جهد يعادل 1.5 ضعف الجهد المقنن، وتُرفق مع الدفعة بيانات عمر افتراضي لمليون نبضة. ينجم الفشل أثناء التبديل في نطاق النانو ثانية عن نمو الشقوق الدقيقة في العازل، ويكشف فحص التفريغ الجزئي هذا الفشل مبكرًا. تغادر الدفعات الممتازة المصنع بمستوى تفريغ أقل من 1.5 بيكو كولوم، مع أقل من ثلاثة أعطال لكل مليون نبضة، مقارنةً بمتوسط ​​صناعي يبلغ خمسين عطلاً.

الاستراتيجية الخامسة: تعويض التجاوز من خلال مراقبة الفاصل

تقرأ مقاومات التقسيم جهد التخميد في الوقت الفعلي، ويقوم المتحكم بضبط مقاومة بوابة كربيد السيليكون للحفاظ على التجاوز ضمن نطاق ±5%. وقد تم شحن 50,000 مجموعة من هذا النظام لمنصة 3 تيرابايت دون أي عطل. استخدم مقاومة أخذ العينات HVRGHP بالنسبة لمسار الإحساس؛ HVR-BSP يبقى الانحراف أقل من 0.1% تحت جهد انحياز 1000 فولت.

الاستراتيجية السادسة: إضافة مرحلة تخميد ثانية متتالية فوق 150 كيلو فولت/ميكروثانية

عند تجاوز 150 كيلوفولت/ميكروثانية، يُستخدم نظام ثنائي المراحل. يمتص مكثف SMD بسعة 0.47 نانوفاراد/1 كيلوفولت وحث مكافئ أقل من 5 نانوهنري ذروة الجهد النانوثانية، بينما يمتص جزء HVCT9G بسعة 2.2 نانوفاراد/2 كيلوفولت طاقة التردد المتوسط. عند 200 كيلوفولت/ميكروثانية، يتحمل النظام المتتالي تجاوز الجهد عند 165 فولت مقابل 350 فولت في حالة المرحلة الواحدة. يعمل أكثر من 30,000 جهاز على منصات 7 تيرابايت بمعدل فشل سنوي للجهد الزائد أقل من 0.02%.

معلمة المكون	القيمة النموذجية	شرط الاختبار
الجهد المقنن (سلسلة HVCT8G)	10 كيلو فولت العاصمة	جهد عالي 1.5× لمدة 60 ثانية
مواسعة	4700 بيكوفاراد ±20% (472 ميجا)	1 ميجاهرتز، 1 فولت RMS
المقاومة المكافئة التسلسلية عند 1 ميجاهرتز	أقل من 50 ملي أوم	-
محاثة الحلقة (وتر E40)	أقل من 8 نانوهيدروجين	تباعد طرفي 40 مم
مقاومة العزل	أعلى من 10 جيجا أوم عند 500 فولت تيار مستمر	25 درجة مئوية، 60% رطوبة نسبية
نطاق درجة حرارة	40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية	سلسلة IEC 60068-2
قدرة نبض dv/dt	أعلى من 50 كيلو فولت/ميكروثانية	عند الجهد المقدر

5. مكثفات التخميد منخفضة الحث الكهروستاتيكي (HVC) لجسور التدرج السيليكوني كاربيد (SiC)

ينتج التجاوز عن محاثة الحلقة وعن القطعة نفسها. تقوم شركة HVC بتصنيع مكثفات N4700 منخفضة الحث الكهرومغناطيسي للفصل الثاني، من مصنع مملوك لها في دونغقوان تبلغ مساحته 6,000 متر مربع، عبر نطاق جهد من 1 كيلو فولت إلى 150 كيلو فولت.

ستة معايير مهمة هنا

• ESL بقيمة 18 نانو هنري. الجزء HVCT9G 2.2 نانو فاراد/2 كيلو فولت أقل بنسبة 60٪ من مخمدات الفيلم التي يحل محلها، والتي تحافظ على التجاوز عند 215 فولت عند 100 كيلو فولت/ميكروثانية.
• انخفاض التفريغ الكهربائي إلى أقل من 2 بيكو كولوم عند 1.5 ضعف الجهد المقنن. تتميز دفعات المخمدات الممتازة بشاشات حماية أقل من 1.5 بيكو كولوم، مما يحافظ على معدل الأعطال أقل من ثلاثة لكل مليون نبضة.
• نسبة التلف أقل من 0.1% عند الترددات العالية. ويبقى تراكم الحرارة أثناء عمل المخمد المتكرر منخفضًا، لذا فإن فقدان السعة بعد مليون نبضة هو 1.8%.
• انحراف ESL أقل من 3% من -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية. تحافظ الأقطاب الكهربائية النحاسية المطلية بالفضة والتلبيد بدرجة حرارة منخفضة على تجاوز الجهد ضمن 220 فولت في خزانة درجة حرارتها 70 درجة مئوية.
• تتراوح سعة السلسلة من 470 بيكوفاراد إلى 10 ميكروفاراد عند جهد من 1 كيلوفولت إلى 50 كيلوفولت. تأتي مراحل التخميد الأمامية والخلفية من عائلة واحدة، لذا تتطابق المرحلتان دون الحاجة إلى مؤهل ثانٍ.
• راجع العلامات التجارية الرائدة. تتوافق أجزاء نظام التبريد والتكييف عالي الكفاءة مع المعايير الكهربائية لـ VISHAY 715C/660R، AVX HP/HW/HK، Murata DHR/DHS، وسلسلة TDK D.

التوصيل والدعم

تُشحن القطع القياسية خلال 4 إلى 8 أسابيع، ومجموعات المخمدات المتطابقة خلال 6 إلى 10 أسابيع، مقارنةً بالمعدل المعتاد للعلامات التجارية المذكورة أعلاه والذي يتراوح بين 20 و30 أسبوعًا. يدعم قسم هندسة تطبيقات HVC محاكاة ESL، ومراجعة بيانات اختبار PD، وأعمال ما قبل الامتثال لمعايير EMC.

أرسل رقم قطعة كربيد السيليكون، ومعدل تغير الجهد أثناء التبديل (dV/dt)، وجهد ناقل البيانات، ورسم تخطيط الدائرة. ستُرسل لك شركة HVC تقديرًا لمستوى الحث المكافئ (ESL) وتجاوز الجهد، بالإضافة إلى أرقام القطع المرشحة ومجموعة تقييم مكونة من عينتين، وذلك في غضون خمسة أيام عمل.

6. أسئلة مكررة

س1: لماذا يكون تأثير ESL الخاص بدائرة التخميد أكثر أهمية مع كربيد السيليكون منه مع IGBT؟

لأن الميل الحالي أعلى. ينطفئ ترانزستور MOSFET المصنوع من كربيد السيليكون عند معدل تغير جهد يتراوح بين 50 و100 كيلوفولت/ميكروثانية، بينما ينطفئ ترانزستور IGBT عند معدل تغير جهد يتراوح بين 5 و10 كيلوفولت/ميكروثانية. يتناسب حد التجاوز الحثي مع معدل تغير التيار (di/dt)، لذا فإن نفس جزء التخميد ينتج ذروة جهد أعلى بعشر مرات تقريبًا. أنتج مُخمد غشائي عند 45 نانوهنري جهدًا قدره 480 فولت على منصة 3 تسلا حيث نجح تصميم IGBT.

س2: ما هو أدنى مستوى يجب أن يصل إليه فاصل ESL الخاص بالمخمد؟

تقل قيمة الحث الذاتي المكافئ (ESL) عن 20 نانو هنري لجسور التدرج المصنوعة من كربيد السيليكون، وتقل عن 18 نانو هنري عند تجاوز معدل تغير الجهد (dV/dt) 100 كيلو فولت/ميكروثانية. كل زيادة قدرها 10 كيلو فولت/ميكروثانية في سرعة التبديل تُقلل حوالي 5 نانو هنري من هامش الأمان. على منصة قياس 3 تسلا، أعطت قيمة ESL البالغة 15 نانو هنري تجاوزًا قدره 210 فولت، بينما أعطت قيمة 35 نانو هنري تجاوزًا قدره 485 فولت. يبلغ قياس قيمة الحث الذاتي المكافئ (ESL) لجزء HVC HVCT9G 2.2 نانو فاراد/2 كيلو فولت 18 نانو هنري.

س3: هل يمكن للتصميم إصلاح مكثف ذي مقاومة كهربائية عالية؟

إلى حدٍ ما فقط. تعمل الحلقة الضيقة على إزالة حث المسار مع الإبقاء على حث المكون. مع مكثف جيد و30 نانو هنري من المسار، كان الحث الذاتي الفعال 48 نانو هنري. أدى التوجيه بدون مساحة للحلقة إلى تقليل حث المسار إلى 5 نانو هنري وزيادة الجهد الزائد من 360 فولت إلى 195 فولت. اجمع بين الحالتين: مكون ذو حث ذاتي منخفض على حلقة بدون مساحة.

س4: ما الذي يوفره فحص التفريغ الجزئي؟

يكشف هذا النظام عن الشقوق الدقيقة التي تتشكل تحت تأثير نبضات النانوثانية. يقوم نظام HVC بفحص 100% من دفعات المخمدات عند مستوى 2 بيكو كولوم عند جهد يعادل 1.5 ضعف الجهد المقنن. وتغادر الدفعات الممتازة المصنع بمستوى أقل من 1.5 بيكو كولوم. وقد تم قياس معدل الأعطال لكل مليون نبضة بأقل من ثلاثة، مقارنةً بمتوسط ​​صناعي يبلغ خمسين عطلاً. كما يحافظ النظام على فقدان السعة الناتج عن التفريغ الجزئي عند 1.8% بعد مليون نبضة.

س5: متى أحتاج إلى مخمد صدمات ثنائي المراحل؟

عند جهد يزيد عن 150 كيلوفولت/ميكروثانية، تتعامل مرحلة واحدة مع كل من ذروة الجهد النانوثانية وطاقة التردد المتوسط، ولا يمكنها التعامل مع كليهما بكفاءة. يمتص مكون SMD بسعة 0.47 نانوفاراد/1 كيلوفولت ومعامل حث مكافئ أقل من 5 نانوهنري الحافة السريعة، بينما يمتص مكون HVCT9G بسعة 2.2 نانوفاراد/2 كيلوفولت الطاقة الأبطأ. عند جهد 200 كيلوفولت/ميكروثانية، حافظت سلسلة الترانزستورات على جهد 165 فولت مقابل 350 فولت لمرحلة واحدة.

س6: كيف أحافظ على استقرار التجاوز مع تغير درجة الحرارة؟

تحكم في انحرافين. يرتفع انحراف الحث الكهرومغناطيسي (ESL) لقطب النحاس بنسبة 0.4% تقريبًا لكل درجة مئوية، لذا فإن خزانة عند درجة حرارة 70 درجة مئوية تُحرك الحث الكهرومغناطيسي من 18 نانوهنري إلى 21 نانوهنري، ويرتفع الجهد الزائد بمقدار 35 فولت تقريبًا. اختر جزءًا بانحراف ESL أقل من 3% عبر نطاق درجة حرارة من -55 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية، وأضف مراقبة مقسم الجهد مع ضبط مقاومة البوابة للحفاظ على الجهد الزائد ضمن ±5%.

7. المراجع

1. IEC 60601-1:2005+AMD1:2012, المعدات الكهربائية الطبية - الجزء 1: المتطلبات العامة للسلامة الأساسية والأداء الأساسيجنيف: اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2012.
2. IEC 60601-2-54 ، المعدات الكهربائية الطبية - الجزء 2-54: متطلبات خاصة للسلامة الأساسية والأداء الأساسي لمعدات الأشعة السينية المستخدمة في التصوير الشعاعي والتنظير الإشعاعيجنيف: اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2018.
3. إيك 60384-8، المكثفات الثابتة للاستخدام في المعدات الإلكترونية - الجزء 8: المكثفات الثابتة ذات العازل الخزفي، الفئة 1جنيف: اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2015.
4. إيك 60270، تقنيات اختبار الجهد العالي - قياسات التفريغ الجزئيجنيف: اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2015.
5. إريكسون، آر دبليو، وماكسيموفيتش، د. أساسيات إلكترونيات القدرة، الطبعة الثالثة. تشام: سبرينغر، 2020.
6. موهان، ن.، أنديلاند، ت.م.، وروبنز، و.ب. إلكترونيات الطاقة: المحولات والتطبيقات والتصميم، الطبعة الثالثة. هوبوكين، نيوجيرسي: وايلي، 2003.
7. د. لي، ي. تشونغ، إكس. تشو، وجي. تشاي، طريقة تحليل كسر المكثف الخزفي متعدد الطبقات باستخدام مجال الطور، مجلة IEEE للمعاملات في مجال المكونات والتغليف وتكنولوجيا التصنيع، المجلد 14، العدد 2، الصفحات 211-220، 2024. https://doi.org/10.1109/tcpmt.2024.3359598
8. الولايات المتحدة 8,570,711 ، مكون إلكتروني خزفي متعدد الطبقات (كبح التفريغ القوسي لمكثفات MLCCs من 1 إلى 5 كيلو فولت)، شركة سامسونج للإلكتروميكانيكا المحدودة، مُنحت عام 2013، https://www.freepatentsonline.com/8570711.html.
9. استغلال المكثفات الخزفية 3 كيلو فولت (مناقشة استقرار C0G/NP0 مقابل X7R/Y5S)، منتدى Retrotechnique، https://forum.retrotechnique.org/t/utilisation-des-condensateurs-ceramiques-3kv/115858.
10. IEC 60384-1: 2021 ، المكثفات الثابتة للاستخدام في المعدات الإلكترونية - الجزء 1: المواصفات العامة، الطبعة 6.0. جنيف: اللجنة الكهروتقنية الدولية، 2021.
11. مصدر الطاقة ذو الجهد العالي الخاص بي يُصدر شرارات كهربائية: كيف يمكنني معرفة مكان المشكلة؟، شركة Spellman High Voltage Electronics Corporation، مذكرة التطبيق AN-25، https://www.spellmanhv.com/en/Technical-Resources/Application-Notes-HVPS/AN-25.
12. فريق هندسة تطبيقات HVC، الجهد العالي السيراميك المكثفات الموارد الفنيةhttps://www.hv-caps.com