Laminatsiyalangan inverterli shinalar: parazit induktivlikni kamaytirish printsipi va yuqori oqim dizayni uchun asosiy fikrlar

Laminatsiyalangan mis barning asosiy afzalligi uning "sendvich" laminatlangan tuzilishi-musbat va salbiy o'tkazuvchan mis qatlamlari izolyatsiyalovchi vosita (masalan, poliimid yoki epoksi qatroni kabi) orqali bir-biriga mahkam o'rnashib, qarama-qarshi oqim yo'nalishlari va bir-biriga mos keladigan fazoviy pozitsiyalarga ega bo'lgan o'tkazuvchan halqalarni hosil qiladi. Yuqori{2}}chastotali, yuqori{3}}tok o'tganda, musbat va manfiy mis qatlamlaridagi oqim teng kattalikdagi, lekin qarama-qarshi yo'nalishdagi magnit maydonlarni hosil qiladi. Ushbu magnit maydonlar bir-birini bekor qiladi, bu esa pastadirning umumiy magnit oqimi aloqasini sezilarli darajada zaiflashtiradi va shu bilan parazit induktivlikni sezilarli darajada kamaytiradi. Haqiqiy o'lchov ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, uzunligi 200 mm, kengligi 100 mm va qalinligi 0,5 mm bo'lgan qatlamli mis shina o'zining parazit indüktansını 3-5 nH ga qadar boshqarishi mumkin, bir xil o'lchamdagi parallel shinaning parazit induktivligi esa 110 nH ga yetishi mumkin, bu farq 20 martadan ortiq. Bu past indüktans xarakteristikasi nafaqat kuchlanish ko'tarilishini bostiradi, balki kommutatsiya yo'qotishlarini kamaytiradi, elektromagnit parazitlarni (EMI) kamaytiradi va umumiy tizim samaradorligi va ishonchliligini oshiradi.

Telekom uchun laminatlangan avtobus majmuasi dizayni to'rtta asosiy elementga e'tibor berishni talab qiladi: Birinchidan, musbat va salbiy mis qatlamlari qat'iy parallel va joriy yo'lning bir-biriga yopishish maydonini maksimal darajada oshirish va qolgan pastadir maydonini minimallashtirish uchun bir-biriga mos kelishi kerak; ikkinchidan, izolyatsiya qatlamining qalinligi imkon qadar minimallashtirilishi kerak, nazariy jihatdan, oraliq qanchalik kichik bo'lsa, magnit maydonni bekor qilish ta'siri shunchalik muhim bo'ladi; uchinchidan, qatlamli shinaning kengligini oqilona loyihalash kerak, chunki kengroq mis qatlami yuqori{0}}chastota teri effekti ostida oqim taqsimotining bir xilligini oshirishi va induktivlikni yanada bostirishi mumkin; to'rtinchidan, quvvat qurilmalari (IGBT kabi) va shaharni qo'llab-quvvatlash kondansatkichlari o'rtasidagi ulanish masofasini minimallashtirish, qo'shimcha pastadir indüktansını kamaytirish uchun o'rnatish teshiklari pozitsiyalarini nosimmetrik tarzda tartibga solish kerak. Bundan tashqari, laminatlangan inverter shinalari yuqori oqim o'tkazuvchanligi (kesim birligi uchun 3{3}}5A/mm²), yuqori issiqlik tarqalish samaradorligi (ko'p qatlamli yupqa mis strukturasi issiqlik tarqalish maydonini oshiradi) va ixcham tuzilish (integratsiyalashgan dizayn, keng tarqalgan energiya o'rnini bosadi va keng tarqalgan yangi kabellar) kabi afzalliklarga ega. avtomobil invertorlari, fotovoltaik energiyani saqlash konvertorlari, sanoat chastota konvertorlari va temir yo'l tranzit tortish tizimlari.

Parazitar induktivlikni miqdoriy aniqlash uchun sanoatning standart sinov usuli-qo‘shaloq impuls sinovi talab qilinadi. Sinov paytida yarim-ko'prik sxemasini qurish kerak. Pastki yon tugma orqali ikki-impuls signali qo'llaniladi va kollektor{7}}emitter kuchlanishi (Vce) va yuqori qo'l{8}}to'lqin shakllari (masalan, IGBT) o'lchanadi. Oʻlchash uchun vaqtinchalik-yoqiluvchini (oʻchirish{11}}oʻrniga) tanlash muhim, chunki joriy oʻzgarish yoqilganda-barqarorroq boʻlib, teskari aylanuvchi diodning qayta tiklash oqimining shovqiniga yoʻl qoʻymaydi. L=DVce / (di/dt) formulasiga ko'ra, halqaning umumiy parazit induktivligini bir lahzada burilishdagi kuchlanish ko'tarilishini (DVce) va oqim o'zgarish tezligini (di/dt) o'qish orqali hisoblash mumkin. Haqiqiy o'lchovlarda, laminatlangan shina konnektorlari yordamida pastadirning parazitik indüktansı odatda 75nH ni tashkil qiladi, an'anaviy parallel shinalar esa 200nH dan oshadi, bu laminatlangan strukturaning muhim afzalliklarini tasdiqlaydi.

Elektr ta'minotini tanlashda joriy quvvatga qarab tegishli yechim tanlanishi kerak: 100A dan past bo'lgan ilovalar uchun izolyatsiya qatlami qalinligi 0,2-0,3 mm bo'lgan an'anaviy Laminatsiyalangan Shina Power Solutions ishlatilishi mumkin; 100-500A ilovalari uchun qalinroq mis qatlam va 0,3-0,5 mm qalinlikdagi izolyatsiya qatlami talab qilinadi; 500-1000A ilovalar uchun izolyatsiya qatlami qalinligi 0,5 mm bo'lgan ko'p qatlamli qatlamli struktura kerak; va 1000A dan yuqori ilovalar uchun simulyatsiya orqali optimallashtirilgan oqim taqsimoti va qisqa tutashuv kuchi bilan moslashtirilgan dizayn talab qilinadi. Dizayn jarayoni issiqlik tarqalish talablari va mexanik kuchni hisobga olgan holda joriy pastadir maydonini minimallashtirish tamoyiliga rioya qilishi kerak. Yuqori kuchlanishli ilovalar uchun izolyatsiyaga chidamli kuchlanish darajasi ham tekshirilishi kerak.