Laminētu kopņu tehnoloģiju tendenču un pielietojumu analīze: zemas-induktivitātes savienojuma risinājumi-lieljaudas elektriskajām sistēmām

 

Strauji attīstoties tādām nozarēm kā jauni enerģijas transportlīdzekļi (NEV), enerģijas uzglabāšanas sistēmas, rūpnieciskās barošanas avoti un viedie tīkli, jaudas elektronikas iekārtas attīstās, lai iegūtu lielāku jaudas blīvumu, augstāku sprieguma rādītāju un kompaktākas struktūras. Ņemot to vērā, tradicionālie kabeļu savienojumi un standarta vara kopņu konstrukcijas arvien vairāk nespēj apmierināt lietojumprogrammu prasības, kas saistītas ar ātrdarbīgu-pārslēgšanu, augstfrekvences darbību un sarežģītu siltuma pārvaldības vidi.

 

Kā uzlabots elektrisko starpsavienojuma komponents, laminētā kopne{0}}, kas izveidota, laminējot vairākus vadītāju un izolācijas materiālu slāņus integrētā struktūrā-, efektīvi samazina parazitāro induktivitāti strāvas cilpā un uzlabo sistēmas reakcijas ātrumu un darbības stabilitāti. Pašlaik šī tehnoloģija tiek plaši izmantota NEV elektriskās piedziņas sistēmās, enerģijas uzkrāšanas pārveidotājos, rūpnieciskajos invertoros, dzelzceļa tranzītā un augstas veiktspējas{3}}barošanas sistēmās.

 

Salīdzinot ar tradicionālajām savienojuma metodēm, laminēto kopņu galvenā priekšrocība ir strāvas pārvades ceļu optimizācija. Cieši saliekot pozitīvos un negatīvos vadītājus (vai dažādu potenciālu vadītājus), tiek samazināts strāvas cilpas laukums; tas ļauj magnētiskajiem laukiem, ko rada pretējos virzienos plūstošas ​​strāvas, izvadīt viens otru, tādējādi samazinot izkliedes induktivitāti. Tas ir īpaši svarīgi sistēmām, kurās tiek izmantotas ātrgaitas jaudas ierīces, piemēram, IGBT un SiC MOSFET, jo tas efektīvi mazina sprieguma lēcienus pārslēgšanas laikā un uzlabo aprīkojuma uzticamību.

 

NEV sektorā nepārtrauktai augstsprieguma{0}}platformu jaunināšanai ir nepieciešami elektrisko starpsavienojumu komponenti, lai vienlaikus apmierinātu prasības pēc lielas strāvas-nesējspējas, viegla dizaina un telpas optimizācijas. Piemēram, strāvas sadales bloka (PDU) kopnei augstsprieguma -akumulatoru sistēmās ir jāapstrādā strāvas sadale, aizsargsavienojumi un uzticama strāvas vadīšana, izvirzot augstākas prasības materiāla īpašībām un konstrukcijas konstrukcijai.

 

Raugoties nākotnē, attīstot 800 V un augstāka sprieguma platformas, laminētajām kopnēm būs arvien lielāka nozīme jaunajās enerģijas piedziņas sistēmās.
 

 

Laminētas kopnes parasti sastāv no vadošiem slāņiem, izolācijas slāņiem un aizsargslāņiem. Vadītāji galvenokārt ir izgatavoti no ļoti vadoša vara vai alumīnija, savukārt izolācijas materiāli,-piemēram, PET, PI vai epoksīdsveķi-tiek izvēlēti, pamatojoties uz sprieguma rādītājiem, termisko vidi un īpašām lietojuma prasībām.

 

Ražošanas process parasti ietver precīzu štancēšanu, liekšanu, virsmas apstrādi, izolācijas laminēšanu un galīgo laminēšanas formēšanu. Precīzi kontrolējot starpslāņu atstatumu un konstrukcijas izmērus, var panākt zemu-induktivitāti un ļoti uzticamu jaudas pārvadi.

 

Ātrgaitas komutācijas barošanas sistēmās induktivitāte tieši ietekmē barošanas komponentu veiktspēju. Pārmērīga cilpas induktivitāte var izraisīt augstsprieguma lēcienus pārslēgšanas pārejas laikā, apdraudot komponentu drošu darbību. Līdz ar to zemas-induktivitātes dizains ir būtiska laminēto kopņu tehniskā specifikācija.

 

Liela ātruma{0}}piedziņas lietojumiem rūpnieciskajā automatizācijā laminētas kopnes, kas paredzētas mainīgas frekvences piedziņām (VFD), optimizē vadītāju izkārtojumu, lai samazinātu strāvas cilpas garumu, tādējādi uzlabojot mainīgas frekvences sistēmas darbības efektivitāti.

 

Papildus induktivitātes samazināšanai laminētās kopnes piedāvā šādas priekšrocības:

 

Pirmkārt, tie uzlabo telpas izmantošanu. Tradicionālajiem vadu instalācijām ir nepieciešama ievērojama maršrutēšanas vieta, savukārt laminētā struktūra integrē vairākus vadošus ceļus kompaktā nospiedumā, ļaujot izveidot kompaktākus aprīkojuma dizainus.

 

Otrkārt, tie uzlabo siltuma pārvaldības iespējas. Liela -virsmas-laukuma vara vadītāji samazina lokālo strāvas blīvumu un temperatūras paaugstināšanos, uzlabojot-ilgtermiņa darbības stabilitāti.

 

Treškārt, tie palielina montāžas uzticamību. Integrētā struktūra samazina savienojuma punktu skaitu, samazinot atteices risku, ko izraisa tādi faktori kā vaļīgas skrūves vai kontaktu oksidēšanās.

 

Augstas veiktspējas{0}}datošanas jomā energosistēmām ir jāatbalsta liela-ātruma, lielas{2}}strāvas piegāde; tādējādi laminētas kopnes, kas paredzētas superdatoru shēmas platēm vai aizmugures plāksnēm, atbilst kompaktu, ļoti uzticamu barošanas savienojumu prasībām serveros un skaitļošanas platformās.

 

 

 

Pašlaik pieaugošo pieprasījumu pēc laminētajām kopnēm galvenokārt nosaka tādas nozares kā jauni enerģijas transportlīdzekļi (NEV), enerģijas uzglabāšanas sistēmas, rūpnieciskie invertori un datu centri.

 

Akumulatoru blokiem, motora kontrolleriem un augstsprieguma{0}}elektrības sadales sistēmām NEV ir nepieciešamas stabilas un uzticamas enerģijas pārvades struktūras. Salīdzinot ar tradicionālajiem vara vadu savienojumiem, laminētās kopnes samazina svaru un uzlabo telpas izmantošanu, vienlaikus nodrošinot uzticamu darbību transportlīdzekļa videi raksturīgos apstākļos, kas pakļauti vibrācijām.

 

Motora vadības sistēmās motora kontrolleru kopnes apstrādā lielas{0}}strāvas savienojumus starp barošanas moduļiem, kam nepieciešama zema pretestība, zema induktivitāte un lieliska siltuma izkliede. Palielinoties NEV jaudai, šīs lietojumprogrammas izvirza arvien stingrākas prasības kopņu konstrukcijai.

 

Enerģijas uzglabāšanas nozares izaugsme ir veicinājusi arī laminēto kopņu tehnoloģiskos uzlabojumus. Liela mēroga-enerģijas uzglabāšanas sistēmām-, kas ietver akumulatoru kopas, jaudas pārveidošanas moduļus un vadības blokus,-ir nepieciešamas ļoti uzticamas enerģijas sadales struktūras. Laminētā dizaina optimizēšana palīdz samazināt sistēmas zudumus un uzlabot enerģijas pārveidošanas efektivitāti.

 

Telekomunikāciju infrastruktūras nozarē pieaugošais enerģijas pieprasījums pēc 5G bāzes stacijām un malas skaitļošanas iekārtām ir padarījis liela-blīvuma elektroenerģijas sadales struktūras par galveno uzmanību. Laminētas kopnes, kas paredzētas mobilo bāzes staciju jaudas sadalei, nodrošina stabilāku un kompaktāku jaudas izkārtojumu telekomunikāciju iekārtās.

 

Tikmēr datu centri izvirza jaunas prasības augsta-jaudas-blīvuma enerģijas sadalei. Ņemot vērā ierobežoto vietu serveru plauktos, ir nepieciešami efektīvi, droši un uzticami jaudas savienojuma risinājumi. Līdz ar tolaminētas kopnes statnes{0}}strāvas sadaleiarvien vairāk kļūst par būtisku mūsdienu datu centru barošanas sistēmu sastāvdaļu.