مروری بر تحقیقات توسعه صنعتی و تکنولوژیکی شینه های چند لایه

به عنوان یک ساختار اتصال رسانای مهم در سیستم‌های الکترونیک قدرت، شینه چند لایه اساساً یک راه‌حل اتصال الکتریکی با اندوکتانس پایین{{1} و با قابلیت اطمینان بالا است که از لایه‌بندی لایه‌های متناوب رساناها و رسانه‌های عایق تشکیل شده است. معمولاً از هادی‌های مس یا آلومینیوم که با مواد عایق مانند PET یا اپوکسی در هم آمیخته شده‌اند، در شرایط عملیاتی-فرکانس و جریان بالا{4}} مزایای قابل توجهی دارد. همانطور که سیستم های الکترونیک قدرت به سمت چگالی توان بالاتر تکامل می یابند، شینه های چند لایه به طور فزاینده ای به اجزای اصلی در سیستم های محرک تبدیل شده اند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در خودروهای انرژی جدید و سیستم‌های محرک الکتریکی صنعتی، شین‌های چند لایه در درجه اول برای بهینه‌سازی مسیرهای فعلی، کاهش اندوکتانس انگلی و افزایش عملکرد سوئیچینگ سیستم استفاده می‌شوند. طراحی آنها مستقیماً بر راندمان و قابلیت اطمینان اینورتر تأثیر می گذارد.

 

به ویژه در کاربردهای IGBT، این شینه‌ها به‌طور مؤثری از طریق بهینه‌سازی ساختاری، جهش‌های ولتاژ و تداخل الکترومغناطیسی را سرکوب می‌کنند و به عنوان یک جزء حیاتی از-سیستم‌های درایو با عملکرد بالا عمل می‌کنند.

 

در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و مبدل انرژی تجدیدپذیر، ساختار چند لایه نه تنها یک عملکرد رسانا را ایفا می‌کند، بلکه به طراحی‌های بسیار یکپارچه با سیستم‌های خازن نیز نیاز دارد. شین‌های چند لایه اغلب برای ایجاد اتصالات امپدانس پایین بین خازن‌ها و ماژول‌های قدرت استفاده می‌شوند و در نتیجه پاسخ گذرا سیستم و بازده انرژی کلی را بهبود می‌بخشند.

 

در زمینه-درایوهای فرکانس متغیر صنعتی با قدرت بالا-، جایی که الزامات برای-ظرفیت حمل فعلی و پایداری حرارتی دائماً در حال افزایش است، شین‌های چند لایه به یک راه‌حل ساختاری استاندارد برای اینورترهای{{3} قدرت بالا تبدیل شده‌اند که نقش مهمی در به حداقل رساندن تلفات و افزایش اتلاف گرما دارند.

 

با ادغام روزافزون بسته‌بندی‌های نیمه‌رسانای قدرت، ساختار شینه‌ها در سطح تخته مدار نیز در طرح‌های{0}}سیستم قدرت با چگالی بالا معرفی می‌شوند. از طریق طراحی مشترک با سیستم‌های PCB، این شینه‌ها به تعادل بهینه بین پارامترهای پارازیتی بالا و پارامترهای انگلی کم دست می‌یابند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در بخش‌های هوافضا و تامین برق تخصصی، جایی که سیستم‌ها به وزن بسیار سبک و قابلیت اطمینان بالا نیاز دارند، ساختار شینه‌های چند لایه از طریق مواد بهینه و فرآیندهای تولید، نیازهای محیط‌های عملیاتی سخت را برآورده می‌کنند. آنها به عنوان راه حل های اتصال کلیدی برای اینورترهای برق هوافضا با قابلیت اطمینان بالا عمل می کنند.

 

در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و باس DC، ساختار شینه‌ها معمولاً برای یکپارچه‌سازی پشتیبانی مکانیکی و اتصالات الکتریکی برای آرایه‌های خازن استفاده می‌شوند. شینه های چند لایه برای سازه های نصب بانک خازن، حجم سیستم را کاهش داده و قوام الکتریکی را از طریق یکپارچه سازی ساختاری افزایش می دهند.

 

در زمینه-منابع برق صنعتی با فرکانس بالا-به ویژه در سیستم‌های حرارت القایی و جوشکاری{2}}الزامات برای به حداقل رساندن تلفات فرکانس بالا-و اطمینان از سازگاری الکترومغناطیسی بسیار دقیق است. باسبارهای چند لایه طراحی شده برای IGBTهای توان جوشکاری با فرکانس بالا با بهینه سازی ساختار بین لایه ای به طور قابل توجهی تلفات را در مسیرهای جریان فرکانس بالا کاهش می دهند.

 

ظرفیت جریان بالا و قابلیت اطمینان بالا الزامات طراحی اصلی برای سیستم های کششی حمل و نقل ریلی است. شینه های لوکوموتیوهای الکتریکی به طور گسترده در مبدل های کششی و سیستم های قدرت کمکی برای اطمینان از توزیع و انتقال پایدار قدرت استفاده می شوند.

 

از منظر معماری کلی سیستم الکترونیک قدرت، باسبارها نه تنها به عنوان اجزای اتصال بلکه به عنوان عناصر حیاتی در بهینه سازی مسیر انرژی سیستم عمل می کنند. باسبارهای الکترونیک قدرت نقش کلیدی در افزایش چگالی توان سیستم و به حداقل رساندن پارامترهای انگلی دارند.

 

سازه‌های حفاظتی عایق‌شده در حال تبدیل شدن به یک الزام طراحی استاندارد در- و-توزیع برق ولتاژ متوسط ​​و سیستم‌های کنترل صنعتی هستند. شینه های عایق وارنیش شده (VIB) ایمنی و انعطاف پذیری محیطی را از طریق یک پوشش عایق افزایش می دهند و آنها را برای محیط های پیچیده صنعتی مناسب می کند.

 

در شبکه های توزیع برق، سیستم های شینه عملکردهای حیاتی انتقال جریان اصلی و کنترل مدار انشعاب را انجام می دهند. راه‌حل‌های باسبار برای توزیع نیروی الکتریکی از طرح‌های مدولار برای دستیابی به توزیع توان کارآمد و مقیاس‌پذیری سیستم استفاده می‌کنند.

 

به عنوان اجزای رسانای ساختاری، شینه های چند لایه برای ایجاد تعادل بین اندوکتانس کم و قابلیت اطمینان بالا طراحی شده اند. آنها به یک راه حل استاندارد اتصال الکتریکی در انرژی های جدید و سیستم های صنعتی تبدیل شده اند.

 

در یکپارچه‌سازی قدرت در سطح سیستم، شین‌ها باید بیشتر از رسانایی الکتریسیته انجام دهند. آنها باید در هماهنگی با معماری کلی قدرت بهینه شوند. راه‌حل‌های باسبار یکپارچه برای الکترونیک قدرت، روند تکامل از اجزای جداگانه به راه‌حل‌های{2}}سطح سیستم را نشان می‌دهد.

 

در سیستم‌های حفاظت الکتریکی، سازه‌های شینه باید به طور محکم با دستگاه‌های حفاظتی ادغام شوند تا سرعت پاسخگویی و ایمنی سیستم بهبود یابد. شینه‌های سفارشی‌سازی شده برای راه‌حل‌های حفاظت الکتریکی معمولاً برای سناریوهای کاربردی خاص طراحی می‌شوند.

 

در سیستم‌های انرژی جایگزین، شین‌های رسانا برای انتقال انرژی و اتصال به سیستم ضروری هستند. شینه‌های مسی برای کاربردهای انرژی جایگزین به‌دلیل رسانایی الکتریکی عالی، به‌طور گسترده در سیستم‌های فتوولتائیک و ذخیره‌سازی انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

در سطح طراحی سازه، عملکرد شینه‌های چند لایه به شدت به روش‌های طراحی متکی است که در حوزه‌های فیزیکی متعدد بهینه می‌شوند. طرح های باسبار چند لایه از طریق تجزیه و تحلیل الکترومغناطیسی، حرارتی و مکانیکی جفت شده، عملکرد بهینه سیستم را به دست می آورند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در اتوماسیون صنعتی و تجهیزات الکتریکی عمومی، سازه های شینه باید هزینه و قابلیت اطمینان را متعادل کنند. شینه های چند لایه برای کاربردهای صنعتی به طور گسترده در درایوهای صنعتی و سیستم های کنترل مختلف استفاده می شوند.

 

توزیع برق با چگالی بالا یک تمرکز تکنولوژیکی کلیدی در رایانه و سیستم‌های منبع تغذیه با عملکرد بالا است. باسبارهای چند لایه برای رایانه‌ها، مدیریت توان کارآمد و{3}}انتقال صدای کم را از طریق طرح‌های ساختاری فشرده امکان‌پذیر می‌سازند.

 

سازه‌های شینه در سیستم‌های مدیریت کیفیت توان ولتاژ بالا و جبران‌سازی توان راکتیو دینامیکی-فرکانس بالا،-انتقال جریان بالا را انجام می‌دهند. باسبارها برای سیستم‌های ولتاژ بالا SVG (مولد وار استاتیک) نقش حیاتی در تنظیم پایداری شبکه دارند.

 

سازه های شینه به طور مستقیم بر راندمان و قابلیت اطمینان سیستم در سیستم های اینورتر فتوولتائیک (PV) تأثیر می گذارد.شینه های چند لایه برای اینورترهای PVراندمان تبدیل سیستم‌های تولید برق PV را از طریق طراحی‌های اندوکتانس پایین-افزایش دهید.

 

در باس‌های DC و سیستم‌های خازن قدرت، ساختار شینه‌ها به امپدانس بسیار کم و قابلیت تحمل بار گذرا{0} بالا نیاز دارند. باسبارهای چند لایه برای پیوندهای DC خازن قدرت به طور گسترده در-سیستم‌های تبدیل الکترونیک قدرت با کارایی بالا استفاده می‌شوند.