Ключові технології для підвищення щільності потужності: аналіз знань галузі ламінованих збірних шин

Зі швидким розвитком нових енергетичних транспортних засобів, систем зберігання енергії, промислових перетворювачів і високочастотного силового електронного обладнання традиційні мідні шинні конструкції більше не можуть відповідати вимогам щодо високої щільності потужності, мініатюрності та низьких втрат. На цьому тлі ламіновані шини поступово стали важливим компонентом сучасних систем підключення до електроенергії. Як інтегроване провідне з’єднувальне рішення, воно забезпечує низьку паразитну індуктивність, високу пропускну здатність по струму та чудову електромагнітну сумісність завдяки композитній ламінації кількох провідників та ізоляційних матеріалів, і широко використовується у сценаріях високої-частоти, високої-напруги та високої-потужності.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ламіновані збірні шини — це, по суті, багатошарові композитні з’єднувальні шини, зазвичай утворені чергуванням шарів мідних або алюмінієвих провідників та ізоляційного середовища. Порівняно з традиційними дискретними мідними шинними шинами, вони можуть досягти більш раціональної конструкції шляху струму в обмеженому просторі, тим самим підвищуючи загальну ефективність і стабільність системи. Сучасні силові електронні системи висувають дедалі вищі вимоги до низької індуктивності, високо-швидкісного перемикання та керування температурою; тому ламіновані шини з низькою-індуктивністю стали важливим вибором для високо-продуктивного перетворювального обладнання.

 

Конструктивно ламіновані збірні шини можуть бути розроблені як дво-шарові, потрійні-або навіть багато-шарові конструкції для задоволення конкретних вимог застосування. Три{4}}шарові ламіновані шини особливо широко використовуються в нових енергетичних інверторах і системах зберігання енергії PCS. Завдяки щільному розміщенню позитивних і негативних електродів площа петлі ефективно зменшується, дозволяючи магнітним полям гасити одне одного, таким чином значно зменшуючи паразитну індуктивність. Порівняно з традиційними системами мідних шин, індуктивність можна зменшити приблизно до однієї-десятої вихідного рішення, що має вирішальне значення для стабільної роботи високочастотних пристроїв на основі SiC і модулів IGBT.

 

У-електронних системах високої потужності комутаційні пристрої схильні до стрибків напруги та електромагнітних перешкод під час роботи на високих швидкостях. Застосування ламінованих збірних шин у потужних-перетворювачах може ефективно пом’якшити цю проблему. Через надзвичайно малу відстань між шарами провідника магнітні поля, створювані контурними струмами, можуть гасити одне одного, тим самим зменшуючи випромінюваний шум і втрати при комутації. Ця низька-характеристика індуктивності не тільки покращує надійність системи, але також допомагає зменшити розмір фільтрів і радіаторів, ще більше збільшуючи щільність потужності обладнання.

 

Із широкомасштабним-застосуванням пристроїв із карбіду кремнію попит на ламіновані збірні шини для IGBT та ламіновані шини IGBT продовжує зростати. Модулі IGBT мають надзвичайно високі вимоги до рівномірного розподілу струму та з’єднань із низькою-індуктивністю, а ламіновані структури можуть оптимізувати шляхи струму та зменшити локальні гарячі точки. Для трьох-топологій ламіновані шини для три-рівневих інверторів можуть ефективно зменшити коливання середньої напруги та покращити динамічний відгук системи, що робить їх цінними в нових енергетичних інверторах і промислових перетворювачах частоти.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Індустрія транспортних засобів, що працюють на новій енергії, є одним із секторів,-що розвиваються найшвидше для технології ламінованих шин. Ламіновані шини для електромобілів широко використовуються в системах електроприводу, акумуляторних блоках, OBC та модулях DC/DC. У порівнянні з традиційними з’єднаннями джгутів проводів, вони зменшують простір для установки, покращують провідність і зменшують загальну вагу автомобіля. Оскільки високовольтні-платформи поступово переходять до 800 В і навіть вищих напруг, високовольтні вибухозахищені-інверторні шини висувають підвищені вимоги щодо ізоляції, витримуваної напруги та термічної стабільності; ламіновані конструкції краще відповідають цим складним умовам експлуатації.

 

У сферах накопичення енергії та електропостачання (джерела безперебійного живлення) також широко використовуються системні шини та ламіновані конструкції. Системи безперебійного живлення пред’являють надзвичайно високі вимоги до стабільності електропостачання та низьких-втрат. Ламіновані шини можуть зменшити підвищення температури системи, підвищити ефективність передачі енергії та підвищити -довгострокову експлуатаційну надійність обладнання. Крім того, у комунікаційному обладнанні ламіновані шини для телекомунікаційного розподілу електроенергії та ламіновані шини для об’єднавчих панелей інтернет-маршрутизаторів поступово замінюють традиційні рішення кабельного з’єднання, щоб відповідати вимогам до простору для шаф високої -щільності.

 

Сектор залізничного транспорту також є важливою сферою застосування ламінованих шин. Ламіновані шини метрополітену та композитні шини для електропостачання поїздів, чотири-квадрантні модулі живлення широко використовуються в тягових системах електропостачання поїздів і чотирьох-квадрантних перетворювальних модулях. Оскільки залізничні транзитні системи працюють в умовах сильної вібрації, сильного струму та складного електромагнітного середовища, вимоги до стабільності системи сполучення є надзвичайно високими. Ламіновані шини не тільки покращують стійкість до вібрації, але також знижують ризики електромагнітної сумісності системи та підвищують загальну надійність джерела живлення.

 

Окрім промисловості та нової енергетики, ламіновані збірні шини також все частіше використовуються в високо-галузях, таких як медичне обладнання, сценічне освітлення та центри обробки даних. Наприклад, ламіновані шини для пристроїв для тестування медичних зображень відповідають вимогам щодо низького рівня шуму та високої стабільності обладнання для медичних зображень; ламіновані шини для розподілу живлення-для монтажу в стійку підходять для-систем електроживлення в стійках серверів із високою{3}}щільністю; і ламіновані шини для збірки КПК (хіт-у-системі освітлення сцени) починають використовуватися в модулях високочастотного джерела живлення-для освітлювального обладнання сцени.

 

З точки зору виробництва, ламіновані шини зазвичай виготовляються за допомогою таких процесів, як вакуумне гаряче пресування, ламінування або формування. Для ізоляційних матеріалів часто використовуються високо{1}}ізоляційні матеріали, такі як поліімід, ПЕТ та епоксидна смола, щоб забезпечити стійкість до напруги та термічну стабільність під час тривалої -експлуатації. Для складних просторових планувань частково ламіновані шини можуть використовувати ламіновану структуру в окремих областях, збалансовуючи гнучкість монтажу з низькою індуктивністю, що робить їх придатними для спеціальних сценаріїв, таких як ламіновані шини для складних установок шин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У процесі проектування інженери зазвичай оптимізують конструкцію, враховуючи поточну потужність, вимоги до підвищення температури, ізоляційну відстань та характеристики ЕМС. Добре-продумане розташування провідників не тільки зменшує втрати в системі, але й покращує ефективність розсіювання тепла. Оскільки багатошарові шини поєднують провідність і структурну підтримку, їх класифікують як багатошарові шини, пасивні електронні компоненти, і вони відіграють дедалі важливішу роль у сучасних високоінтегрованих енергетичних системах.

 

Загалом,ламінована шинатехнологія спонукає розвиток силових електронних пристроїв до вищої щільності потужності, менших втрат і меншого розміру. З постійним оновленням нових галузей енергетики, зберігання енергії, залізничного транспорту та високо-виробничої промисловості ламіновані шини відіграватимуть ще більш вирішальну роль у майбутніх системах високої-напруги, високої-частоти та високоінтегрованих енергетичних системах, поступово стаючи фундаментальним компонентом для сучасної передачі електроенергії та з’єднання.