Ключови технологии за подобряване на плътността на мощността: Анализ на знанията в индустрията за ламинирани шини

С бързото развитие на нови енергийни превозни средства, системи за съхранение на енергия, индустриални преобразуватели и високо{0}}честотно захранващо електронно оборудване традиционните медни шинни конструкции вече не могат да отговорят на изискванията за висока плътност на мощността, миниатюризация и ниски загуби. На този фон ламинираните шини постепенно се превърнаха във важен компонент на съвременните системи за захранване. Като интегрирано проводящо свързващо решение, то постига ниска паразитна индуктивност, висок капацитет на ток и отлична електромагнитна съвместимост чрез композитно ламиниране на множество проводници и изолационни материали и се използва широко при сценарии с висока-честота, високо-напрежение и висока-мощност.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ламинираните шини са по същество много-слойни свързващи шини от композитна структура, обикновено образувани от редуващи се слоеве от медни или алуминиеви проводници и изолационни среди. В сравнение с традиционните дискретни медни шинни структури, те могат да постигнат по-рационален дизайн на токовия път в рамките на ограничено пространство, като по този начин подобряват цялостната ефективност и стабилност на системата. Съвременните силови електронни системи имат все по-високи изисквания за ниска индуктивност, високо-скоростно превключване и термично управление; следователно ламинираните шини с ниска-индуктивност се превърнаха във важен избор за високо-производително преобразувателно оборудване.

 

В структурно отношение ламинираните шини могат да бъдат проектирани като дву-слойни, три-слойни или дори много-слойни структури, за да отговорят на специфичните изисквания за приложение. Три-слойните ламинирани шини се използват особено широко в нови енергийни инвертори и PCS системи за съхранение на енергия. Чрез плътното подреждане на положителните и отрицателните електроди, площта на контура е ефективно намалена, позволявайки на магнитните полета да се компенсират взаимно, като по този начин значително намаляват паразитната индуктивност. В сравнение с традиционните системи с медни шини, индуктивността може да бъде намалена до около една-десета от оригиналното решение, което е от решаващо значение за стабилната работа на високо-честотни SiC устройства и IGBT модули.

 

В-мощните електронни системи превключващите устройства са склонни към пикове на напрежението и EMI смущения, когато работят при високи скорости. Прилагането на ламинирани шини в преобразуватели с висока-мощност може ефективно да смекчи този проблем. Поради изключително малкото разстояние между проводниковите слоеве, магнитните полета, генерирани от токовете на веригата, могат да се компенсират взаимно, като по този начин намаляват излъчвания шум и загубите при превключване. Тази характеристика на ниска-индуктивност не само подобрява надеждността на системата, но също така помага за намаляване на размера на филтрите и радиаторите, като допълнително увеличава плътността на мощността на оборудването.

 

С широкомащабното-прилагане на устройства от силициев карбид, търсенето на персонализирани ламинирани шини за IGBT и IGBT ламинирани шини продължава да расте. IGBT модулите имат изключително високи изисквания за равномерно разпределение на тока и връзки с ниска-индуктивност, а ламинираните структури могат да оптимизират пътищата на тока и да намалят локалните горещи точки. За топологии на три-нива, ламинираните шини за инвертори с три-нива могат ефективно да подобрят флуктуациите на напрежението в средната точка и да подобрят динамичния отговор на системата, което ги прави ценни в нови енергийни инвертори и индустриални честотни преобразуватели.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Индустрията за нови енергийни превозни средства е един от най-бързо{0}}развиващите се сектори за технологията за ламинирани шини. Ламинираните шини за електрически автомобили се използват широко в електрически задвижващи системи, батерийни пакети, OBC и DC/DC модули. В сравнение с традиционните връзки на кабелните снопове, те намаляват пространството за инсталиране, подобряват проводимостта и намаляват общото тегло на превозното средство. С високо{4}}платформите за напрежение, постепенно преминаващи към 800V и дори по-високи напрежения, устойчивите на взрив-високо напрежение инверторни шини са изправени пред по-високи изисквания за изолационни характеристики, издържано напрежение и термична стабилност; ламинираните конструкции отговарят по-добре на тези сложни работни условия.

 

В областта на съхранението на енергия и захранването (непрекъсваемо захранване), системните шини и ламинираните структури също се използват широко. UPS системите имат изключително високи изисквания за стабилност на захранването и ниски-загуби. Ламинираните шини могат да намалят повишаването на температурата на системата, да подобрят ефективността на преноса на енергия и да подобрят дългосрочната-оперативна надеждност на оборудването. Освен това в комуникационното оборудване ламинираните шини за разпределение на телекомуникационното захранване и ламинираните шини за задните платки на интернет рутери постепенно заменят традиционните решения за кабелна връзка, за да отговорят на изискванията за пространство на шкафове с висока -плътност.

 

Секторът на железопътния транспорт също е важна област на приложение на ламинирани шини. Ламинирани шини на метрото и композитни шини за електрозахранване на влакове, четири-квадрантни захранващи модули се използват широко в системи за електрозахранване на тяга на влакове и четири-квадрантни преобразувателни модули. Тъй като железопътните транзитни системи работят при силни вибрации, силен ток и сложна електромагнитна среда, изискванията за стабилност на системата за свързване са изключително високи. Ламинираните шини не само подобряват устойчивостта на вибрации, но също така намаляват рисковете от електромагнитна съвместимост на системата и повишават цялостната надеждност на захранването.

 

Освен в индустриалните и новите енергийни области, ламинираните шини все повече се използват и в области от висок клас, като медицинско оборудване, сценично осветление и центрове за данни. Например, ламинирани шини за устройства за тестване на медицински образи отговарят на изискванията за нисък шум и висока стабилност на медицинското оборудване за изображения; ламинирани шини за разпределение на захранването-за монтаж на стелажи са подходящи за системи за захранване на стелажи за сървъри с висока-висока плътност; и ламинирани шини за сглобяване на PDA (хит-в-системата за сценично осветление) започват да се използват във високо-честотни захранващи модули за оборудване за сценично осветление.

 

От гледна точка на производството, ламинираните шини обикновено се произвеждат чрез процеси като вакуумно горещо пресоване, ламинирано свързване или формоване. Изолационните материали често използват високо{1}}изолационни материали като полиимид, PET и епоксидна смола, за да осигурят устойчивост на напрежение и термична стабилност по време на дългосрочна-работа. За сложни пространствени оформления, частично ламинираните шини могат да използват ламинирана структура в локализирани зони, балансирайки гъвкавостта на инсталацията с ниска индуктивност, което ги прави подходящи за специални сценарии като ламинирани шини за сложни инсталации на шини.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По време на процеса на проектиране инженерите обикновено оптимизират дизайна, като вземат предвид текущия капацитет, изискванията за повишаване на температурата, изолационното разстояние и ефективността на електромагнитната съвместимост. Добре-планираното разположение на проводниците не само намалява загубите в системата, но също така подобрява ефективността на разсейване на топлината. Тъй като ламинираните шини съчетават проводимост и структурна опора, те се класифицират като ламинирани шини, пасивни електронни компоненти и играят все по-важна роля в съвременните, силно интегрирани енергийни системи.

 

като цяло,ламинирана шинатехнологията движи развитието на силови електронни устройства към по-висока плътност на мощността, по-ниски загуби и по-малък размер. С непрекъснатото надграждане на нова енергия, съхранение на енергия, железопътен транспорт и високо{1}}производствени индустрии, ламинираните шини ще играят още по-важна роля в бъдещите системи за високо-напрежение, висока-честота и силно интегрирани енергийни системи, като постепенно ще се превърнат във основен компонент за модерното предаване на енергия и свързване на електроенергия.