Laminatsiyalangan shinalar: Qatlamlar qancha ko'p bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi

Quvvat elektron tizimlarida asosiy o'tkazuvchan va birlashtiruvchi komponentlar sifatida laminatlangan shinalar shunchaki "ko'proq qatlamlar, yaxshiroq" bilan ishlab chiqilmagan. Buning oʻrniga, ularning dizayni elektr quvvati, issiqlik boshqaruvi imkoniyatlari, boʻsh joy cheklovlari va umumiy hayot aylanishi narxi oʻrtasidagi tizimli muhandislik savdosini-oʻz ichiga oladi. Amaliy qo'llanmalarda laminatlangan shinalardagi qatlamlar soni to'g'ridan-to'g'ri oqim yo'lining taqsimlanishiga, parazitar parametrlarga (masalan, adashgan indüktans va taqsimlangan sig'im) va umumiy tizim ishonchliligiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, parametrlarni yig'ish bilan shug'ullanishdan ko'ra, muayyan dastur stsenariylariga asoslangan oqilona moslashuv zarur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Strukturaviy ravishda, laminatlangan mis shinalar o'tkazuvchan mis folga va izolyatsion dielektrikning o'zgaruvchan qatlamlari orqali hosil bo'ladi. Qatlamlarning turli soni turli elektromagnit birikma va termal diffuziya xususiyatlariga mos keladi. Ikki qavatli tuzilma odatda asosiy konfiguratsiya boʻlib, yuqori xarajatli -samaradorlik va etuk ishlab chiqarish jarayonlarini taklif qiladi. U umumiy sanoat quvvat manbalari yoki kam quvvat tizimlari kabi nisbatan yumshoq indüktans va elektromagnit moslashuv (EMC) talablari bo'lgan ilovalar uchun javob beradi. Ushbu turdagi laminatlangan mis novda asosiy oqim o'tkazish qobiliyatini saqlab turganda-an'anaviy mis shinalari yoki kabellar bilan solishtirganda parazitar induktivlikni sezilarli darajada kamaytiradi va makonni optimallashtirish imkoniyatlarini taklif etadi.

 

Struktura uchta qatlamga yangilanganda tizimga oraliq funktsional qatlam (masalan, ekranlovchi qatlam yoki neytral qatlam) kiritilishi mumkin, bu qatlamli moslashuvchan avtobus paneliga elektromagnit parazitlarni bostirish va ko'p{0}}halqali oqimlarni o'tkazishda yuqori samaradorlikni namoyish qilish imkonini beradi. Ushbu turdagi tuzilma ma'lum darajadagi barqarorlik va shovqinlarga qarshi qobiliyatni talab qiladigan stsenariylarda keng qo'llaniladi, masalan, quvvat elektroniği uchun qatlamli shinalar yoki IGBT-asosidagi motorli drayverlar uchun qatlamli shinalar kabi o'rta{3}}quvvat ilovalari. Qatlamlararo joylashuvni oqilona loyihalash orqali joriy halqa simmetriyasini yanada optimallashtirish, tizim shovqinini kamaytirish mumkin.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

To'rt qavatli va undan yuqoriroq tuzilmalar uchun Laminated Bus Bar Design yuqori integratsiya va yuqori unumdorlik bosqichiga kiradi. Ko'p qatlamli tuzilmalar nafaqat bir nechta quvvat halqalari, signal halqalari va ekranlash qatlamlarining yuqori darajada integratsiyalashuviga erishibgina qolmay, balki qatlamlararo qattiq ulanish orqali adashgan induktivlikni sezilarli darajada kamaytiradi, bu ularni ayniqsa, yuqori chastotali kommutatsiya qurilmalari (IGBT va SiC modullari), masalan, laminatlangan shinalar uchun baralar yoki yuqori oqimli baralar uchun baralar kabi ilovalar uchun juda mos keladi. IGBT{3}}asosidagi Dvigatellar. Ushbu dizaynlar odatda yuqori issiqlik tarqalish yo'llariga ega bo'lib, ko'p qatlamli yupqa mis konstruktsiyalar orqali uch o'lchovli issiqlik tarqalish tarmog'ini tashkil qiladi, harorat ko'tarilishini samarali kamaytiradi va oqim o'tkazuvchanligini oshiradi.

 

Elektr ishlashi nuqtai nazaridan, qatlamlar sonini ko'paytirishning asosiy foydasi parazitar indüktansning kamayishida yotadi. Ijobiy va manfiy elektrodlar orasidagi qattiqroq ulanish magnit maydonni bekor qilishga, kuchlanishning keskin ko'tarilishiga va kommutatsiya yo'qotishlarini kamaytirishga imkon beradi, bu ayniqsa yuqori chastotali ilovalar uchun juda muhim (masalan, yuqori oqim platasi IGBT uchun laminatlangan shinalar). Ammo shuni ta'kidlash kerakki, qatlamlar sonining ko'payishi taqsimlangan sig'imning oshishiga olib keladi, agar noto'g'ri ishlab chiqilgan bo'lsa, yuqori chastotali signalning yaxlitligiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin.

 

Issiqlik boshqaruvi nuqtai nazaridan, sanoat ilovalari uchun ko'p qatlamli qatlamli shinalar muhim afzalliklarni namoyish etadi. Issiqlik tarqalish interfeysini oshirish va issiqlik o'tkazuvchanligini optimallashtirish orqali tizimning uzoq muddatli ishonchliligini oshirish bilan bir xil joriy sharoitlarda harorat ko'tarilishi samarali tarzda kamayishi mumkin. Bu xususiyat, ayniqsa, quvvat elektroniği uchun shinalar yoki muqobil energiya ilovalari uchun mis shinalar kabi yuqori{4}}quvvat-zichlikdagi qurilmalarda muhim ahamiyatga ega.

 

Tizim integratsiyasi nuqtai nazaridan qaraganda, ko'p qatlamli tuzilmalar ulanish nuqtalari sonini sezilarli darajada qisqartirishi va modulli dizaynning yuqori darajasini ta'minlaydi. An'anaviy echimlar bilan solishtirganda, ulanish interfeyslari sonini kamaytirish nafaqat kontakt qarshiligini va potentsial nosozlik nuqtalarini pasaytiradi, balki zamonaviy quvvat elektron uskunalarini miniatyuralashtirish va yuqori integratsiya tendentsiyalariga javob beradigan uskunalar hajmini sezilarli darajada kamaytiradi. Masalan, ko'p qatlamli yechimlar kondensatorlar banklarining konstruksiyalarini o'rnatish uchun laminatlangan shinalar yoki elektr quvvatini taqsimlash uchun shinalar yechimlarida asosiy tanlovga aylandi.

 

Atrof-muhitga moslashish va mexanik unumdorlik nuqtai nazaridan, ko'p qatlamli issiq{1}}qatlamli konstruktsiyalar yuqori umumiy mustahkamlik va tebranish qarshiligini ta'minlaydi, bu ularni murakkab ish muhitlari uchun mos qiladi, masalan, elektr lokomotivlari uchun shinalar yoki kosmik kema quvvat o'tkazgichlari uchun qatlamli shinalar kabi yuqori ishonchlilikdagi ilovalar uchun. Shu bilan birga, muhrlangan struktura yuqori samarali izolyatsiya materiallari bilan birgalikda nam issiqlikka, tuz purkashga va qarishga chidamliligini oshiradi.

 

Ko'p qatlamli dizaynlar ko'plab afzalliklarga-qadar, ularning ishlab chiqarish murakkabligi va narxi ham ortadi. Yuqori qatlamlar soni laminatsiyaning aniqligi, izolyatsiya materialining ishlashi va jarayonni nazorat qilish uchun yuqori talablarni qo'yadi. Masalan, yuqori chastotali payvandlash quvvatiga ega IGBTlar uchun laminatlangan shinalar kabi yuqori-ilovalarda mustahkamlik va ishonchlilik talablari ayniqsa qattiq. Shuning uchun, amaliy tanlovda quvvat ko'rsatkichi, kommutatsiya chastotasi, o'rnatish maydoni va xarajatlar byudjetini hisobga olgan holda keng qamrovli baholash zarur. Muayyan dastur stsenariylari uchun odatda past-o'rta quvvatli tizimlar uchun 2-3 qatlam etarli; 3 dan 4 gacha qatlamlar o'rta{12}}elektr tizimlari va ma'lum EMC talablariga ega tizimlar uchun ko'proq mos keladi; yuqori quvvatli, yuqori chastotali-va yuqori darajada integratsiyalangan ilovalar uchun 4-6 qatlam afzalroqdir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bundan tashqari, murakkab topologiyalar (masalan, ko'p darajali invertorlar) yoki maxsus sxema tuzilmalari uchun kompyuterlar uchun moslashtirilgan laminatlangan shinalar yoki elektr himoyasi yechimlari uchun moslashtirilgan shinalar orqali ko'p{1}}hosilli hamkorlikni optimallashtirishga erishish kerak.

 

Shuni ta'kidlash kerakki, qatlamlar soni ishlashni belgilovchi yagona omil emas. Materialni tanlash (masalan, misning tozaligi va qalinligi), izolyatsiya dielektrik xususiyatlari, strukturaviy tartib va ​​ishlab chiqarish jarayonlari ham yakuniy ishlashga juda muhim ta'sir ko'rsatadi. Masalan, laklangan izolyatsiyalangan shinalar (VIBs) ham muayyan o'ziga xos stsenariylarda o'ziga xos afzalliklarga ega. Shuning uchun, laminatlangan avtobus barlarini baholashda tizim muhandisligi nuqtai nazaridan har tomonlama tahlil qilish kerak.

 

Umuman olganda, laminatlangan shinalar dizayni asosan ko'p o'lchovli savdo-jarayondir. Quvvat elektron qurilmalari yuqori quvvat zichligi, yuqori chastotali va yuqori integratsiyaga qarab rivojlanar ekan,-yaxshi ishlab chiqilgan Laminatsiyalangan Bus Bar (MBB) dizayni tizim samaradorligi va ishonchliligini oshirishning asosiy omiliga aylanadi. Faqatgina dastur talablarini strukturaviy parametrlar bilan aniq moslashtirish orqali asosiy qiymati bo'lishi mumkinZamonaviy elektr uzatishda laminatlangan avtobus paneliva konvertatsiya tizimlari to'liq amalga oshirilishi kerak.