Past-Adashgan-Yuqori induktivlik-Zichlikdagi stacked shinalarning dizayn tamoyillari va ularni yuqori quvvatli elektron tizimlarda qoʻllash tahlili-

 

Yangi energiya vositalari, energiya saqlash tizimlari, temir yo‘l transporti, sanoat avtomatizatsiyasi va aqlli tarmoq texnologiyalaridagi yutuqlardan kelib chiqqan holda, yuqori{0}}quvvat quvvatiga ega elektron uskunalar yuqori kuchlanish, yuqori chastotalar va yuqori quvvat zichligi tomon rivojlanmoqda. Bu jarayonda,-silikon karbid (SiC) misolida keltirilgan yangi-keng tarmoqli{3}}yarimo'tkazgichli yarimo'tkazgichli qurilmalar-asta-sekin an'anaviy kremniyga asoslangan IGBT-o'rnini egallab, tizim hajmini oshirish va kamaytirish uchun asosiy texnologik yo'l bo'lib xizmat qilmoqda.

 

An'anaviy kremniy materiallari bilan taqqoslaganda, SiC yarimo'tkazgichlari kengroq tarmoqli oralig'i, yuqori kritik elektr maydoni, kamroq o'tkazuvchanlik yo'qotishlari va yuqori{0}}harorat ko'rsatkichlarini taklif qiladi. Ushbu afzalliklar SiC MOSFET-larning yuqori kommutatsiya chastotalarida ishlashiga imkon beradi, shu bilan birga magnit komponentlar va termal boshqaruv tuzilmalarini qisqartirishga imkon beradi va shu bilan umumiy quvvat zichligini oshiradi.

 

Shu bilan birga, yuqori{0}}tezlikdagi almashtirish imkoniyatlari yangi muhandislik muammolarini ham keltirib chiqaradi. Quvvat qurilmalarini almashtirish tezligi oshishi bilan oqim o'zgarishi (di / dt) va kuchlanish (dv / dt) tezligi sezilarli darajada oshadi. Bunday sharoitlarda quvvat zanjiridagi muqarrar parazit parametrlar-asosan, adashgan induktivlik-tizimning ishlashiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

 

Yuqori{0}}tezlikdagi almashinish paytida adashgan indüktans o'zaro bog'liqlikka muvofiq vaqtinchalik kuchlanish ko'tarilishini hosil qiladi:

 

V=L × di/dt

 

Oqim tez o'zgarganda, hatto bir daqiqali adashgan indüktans kuchlanishning o'nlab volt yoki undan ko'proq kuchlanishiga olib kelishi mumkin. Ushbu vaqtinchalik kuchlanishlar nafaqat quvvat qurilmalaridagi kuchlanish kuchlanishini oshiribgina qolmay, balki qurilmalarni xavfsiz ishlash zonasidan (SOA) tashqariga chiqarishi mumkin va shu bilan tizim ishonchliligini buzadi.

 

Binobarin, zamonaviy yuqori{0}}quvvat konvertatsiya tizimlarida quvvat pastadirining adashgan induktivligini minimallashtirish samaradorlikni oshirish, elektromagnit parazit (EMI) unumdorligini oshirish va yarimo‘tkazgich qurilmalarning xavfsiz ishlashini ta’minlash uchun muhim dizayn maqsadiga aylandi.

 

 

 

Adashgan induktivlik bitta, diskret komponent tomonidan yaratilgan parametr emas; balki butun joriy halqaning kollektiv geometriyasining natijasidir. Bu, birinchi navbatda, o'tkazgichlarning o'zlarining induktivligidan, shuningdek, ulanish terminallari, kabellar, tenglikni izlari, ichki quvvat moduli o'rash va shina o'zaro bog'liqlik tuzilmalaridan kelib chiqadi.

 

Standart mis shinalar yoki simli simlardan foydalanadigan an'anaviy energiya tizimlarida ko'pincha ijobiy va salbiy oqim yo'llari o'rtasida sezilarli fazoviy ajratish mavjud bo'lib, bu oqim halqasining maydonini oshiradi. Elektromagnitizm tamoyillariga ko'ra, pastadir maydoni qanchalik katta bo'lsa, hosil bo'lgan magnit maydonning diapazoni qanchalik keng bo'lsa va mos keladigan parazitar indüktans shunchalik yuqori bo'ladi.

 

Yuqori{0}}chastotali quvvatli elektron tizimlarda oqim shunchaki oʻtkazgich uzunligi boʻylab oqmaydi; buning o'rniga atrofdagi fazoda murakkab elektromagnit maydon taqsimotini yaratadi. Shuning uchun, adashgan induktivlikni kamaytirishning kaliti nafaqat mis shinasining qalinligini oshirish, balki oqim yo'lini optimallashtirish-da musbat va manfiy zanjir halqalarini iloji boricha bir-biriga yaqinlashtirish va magnit maydon energiyasi saqlanadigan hududlarni minimallashtirishdir.

 

Bu yuqori zichlikdagi laminatlangan shinalarning keng qo'llanilishining asosiy sababi{0}}dir.

 

 

Laminatsiyalangan shina - bu bir necha qatlamli o'tkazuvchan materiallarni izolyatsion vositalar bilan birlashtirish natijasida hosil bo'lgan yuqori samarali quvvatni o'zaro bog'lash strukturasi. Odatda, u mukammal dielektrik mustahkamlik va mexanik barqarorlikni ta'minlovchi izolyatsion materiallar bilan ajratilgan o'tkazgich qatlamlari sifatida-mis yoki alyuminiy- kabi yuqori o'tkazuvchan materiallardan iborat; butun yig'ilish issiq presslash, yopishtiruvchi yopishtirish yoki laminatsiya kabi jarayonlar orqali birlashtirilgan tuzilishga ulanadi.

 

An'anaviy bir qatlamli mis shinalari bilan solishtirganda, laminatlangan strukturaning eng katta afzalligi uning ijobiy va salbiy oqim yo'llari o'rtasida yuqori darajadagi o'xshashlikka erishish qobiliyatidir.

 

Qarama-qarshi yo'nalishda oqayotgan oqimlar qo'shni o'tkazgichlardan o'tganda, elektromagnit maydonni bekor qilish printsipi qo'llaniladi: ikkita oqim tomonidan hosil bo'lgan magnit maydonlar bir-biriga qarama-qarshi bo'lib, oqim halqasi tomonidan ishlab chiqarilgan umumiy magnit oqimni samarali ravishda kamaytiradi va shu bilan tizimning ekvivalent indüktansını pasaytiradi.

 

Binobarin, laminatlangan shina faqat mexanik aloqa komponenti emas; bu elektr elektron tizimlarining dinamik ishlashiga ta'sir qiluvchi muhim elektromagnit strukturadir.

 

Yuqori -quvvat invertorlari, energiya saqlash konvertorlari va sanoat elektr ta'minoti uskunalarida past-induktivlik dizayni shina konstruksiyalarini optimallashtirish uchun asosiy ko'rsatkichga aylandi. Masalan, yuqori{3}}ba'zi bir yuqori tezlikdagi kommutatsiya ilovalari tizimning tezkor javob berish va kam yo'qotish bilan ishlash talablariga javob berish uchun-o'zgaruvchan chastotali drayverlarda (VFD)- ishlatiladiganlar kabi maxsus mo'ljallangan laminatlangan shinalarni talab qiladi.

 

 

 

Elektron uskunalarning integratsiyalashuv darajasi oshgani sayin, laminatlangan shinalar an'anaviy sanoat elektr ta'minoti tarmoqlaridan tashqari, turli yuqori{0}}quvvatli qo'llaniladigan sohalarga kengaydi.

 

Masalan, serverlar, telekommunikatsiya uskunalari va ma'lumotlar markazlaridagi energiya tizimlari uzatish yo'qotishlarini minimallashtirish uchun yuqori ishonchli quvvat taqsimlash tuzilmalarini talab qiladi. Shunga ko'ra, laminatlangan shinalar yuqori{1}}tezlikdagi hisoblash platformalari uchun barqaror quvvat yetkazib berishni ta'minlash uchun-superkompyuter platalari yoki orqa panellar kabi-yuqori zichlikdagi hisoblash uskunalarida qo'llaniladi.

 

Telekommunikatsiya infratuzilmasi sohasida yuqori{0}}elektr tayanch stansiya uskunalari ham ixcham va samarali elektr ulanish yechimlarini talab qiladi; laminatlangan shinalar bo'sh joy bilan bog'liq cheklovlarni va uyali tayanch stantsiya quvvatini taqsimlashda uzluksiz ishlashga bo'lgan ehtiyojni samarali qondiradi.

 

Bundan tashqari, katta{0}}miqyosdagi quvvat tizimlarida laminatlangan shinalar modulli quvvat arxitekturalarida-foydalanadi, masalan:Quvvat taqsimlash birligi (PDU) shinasituzilmalari-bir nechta quvvat modullari oʻrtasida kam yoʻqotish{1}}ulanishlarni osonlashtirish va umumiy tizim ishonchliligini oshirish.