چگونه می توان هزینه، اندوکتانس سرگردان و قابلیت تحمل ولتاژ را در باسبارهای چند لایه متعادل کرد؟ راهنمای انتخاب مهندسی

هنگام انتخاب باسبارهای چند لایه، نباید صرفاً روی دستیابی به کمترین قیمت، حداقل اندوکتانس سرگردان یا بالاترین رتبه ولتاژ تمرکز کرد. در عوض، یک ساختار مناسب باید با در نظر گرفتن ولتاژ عملیاتی سیستم، جریان، فرکانس سوئیچینگ، فضای نصب و الزامات عایق تعیین شود. برای اینورترهای IGBT، واحدهای PCS ذخیره‌سازی انرژی، و{1}}تجهیزات الکترونیکی با قدرت بالا، یک باسبار چند لایه طراحی شده خوب، نیاز به برآورده کردن مشخصات عملکرد الکتریکی را با کنترل مواد و هزینه‌های ساخت متعادل می‌کند.

 

 

ابتدا، سطح مقطع و ضخامت هادی باید بر اساس جریان پیوسته، جریان اوج و افزایش دمای مجاز تعیین شود. در حالی که افزایش سطح مقطع یک راه متداول برای افزایش-ظرفیت حمل جریان شین‌های مسی چند لایه است، صرفاً افزایش ضخامت همیشه مطلوب نیست. استفاده بیش از حد از مواد وزن و هزینه را افزایش می دهد در حالی که ساخت را پیچیده می کند، بنابراین طراحی باید با نیازهای بار واقعی مطابقت داشته باشد.

 

برای دستگاه‌های سوئیچینگ سریع-مانند IGBT و اجزای SiC، ناحیه حلقه فعلی مستقیماً بر اندوکتانس سرگردان تأثیر می‌گذارد. باسبارهای چند لایه طراحی شده برای درایوهای موتور مبتنی بر IGBT، پارامترهای انگلی حلقه را با کوتاه کردن مسیر جریان بین پایانه‌های مثبت و منفی و بهینه‌سازی فاصله بین لایه‌ها، به حداقل می‌رسانند، در نتیجه افزایش ولتاژ و مشکلات EMI را در هنگام سوئیچینگ سرعت بالا کاهش می‌دهند.

 

الزامات مقاومت در برابر ولتاژ ساختار عایق را تعیین می کند. راه‌حل‌های عایق-مانند شینه‌های عایق لاک‌شده (VIB)-باید بر اساس عواملی از جمله ولتاژ نامی، ضخامت عایق، فاصله خزش، فاصله الکتریکی و دمای کار انتخاب شوند. برای کاربردهای ولتاژ بالا، رویکرد فراتر از افزایش ضخامت عایق است. همچنین باید ابعاد کلی سازه و محیط نصب واقعی را در نظر گرفت.

 

 

در تدارکات واقعی، توصیه می‌شود که طراحی را بر اساس اصل "تطبیق مشخصات به جای دنبال کردن حداکثر پارامترها" استوار کنید. طراحی شینه های چند لایه شامل تعادل چندین عامل است:

 

• اولویت هزینه-:از تعدادی لایه استاندارد و ضخامت هادی مناسب استفاده کنید که الزامات مقاومت در برابر جریان و ولتاژ را برآورده می کند، در نتیجه مصرف مواد غیر ضروری و مراحل پردازش را به حداقل می رساند.

 

• اولویت اندوکتانسی-کم:فاصله بین پایانه های مثبت و منفی را به حداقل برسانید و ناحیه حلقه فعلی را کاهش دهید. این رویکرد برای ماژول‌های قدرت سریع{0} IGBT و SiC مناسب است.

 

• ولتاژ{0}}در برابر اولویت:مواد و ضخامت های عایق را بر اساس ولتاژ سیستم انتخاب کنید و در عین حال فواصل خزش و فاصله های الکتریکی را به شدت کنترل کنید.

 

• اولویت{0}فضا:برای تجهیزات فشرده، از یک ساختار چند لایه- برای دستیابی به توزیع فعلی در فضای نصب محدود استفاده کنید.

 

بنابراین، طراحی بهینه برای شینه‌های چند لایه که IGBTها و بانک‌های خازن را به هم متصل می‌کنند، لزوماً طراحی با کمترین قیمت یا بالاترین عملکرد نیست. بلکه راه حلی است که مواد غیر ضروری و فرآیندهای ساخت را به حداقل می رساند و در عین حال الزامات جریان، اندوکتانس سرگردان و عایق را برآورده می کند.

 

آیا نیاز به متعادل کردن هزینه شینه، اندوکتانس سرگردان و مقاومت در برابر ولتاژ دارید؟

 

درخواست بررسی طراحی شینه چند لایه

 

مواد بخش قابل توجهی از هزینه ها را تشکیل می دهند. در حالی که شین های مسی برای کاربردهای انرژی جایگزین، رسانایی الکتریکی بالایی را ارائه می دهند، سایر مواد رسانا ممکن است بر اساس الزامات فعلی و ساختاری برای کاربردهایی که وزن و هزینه عوامل حیاتی هستند، ارزیابی شوند.

 

ضخامت هادی همچنین مستقیماً بر مصرف مواد و هزینه های پردازش تأثیر می گذارد. برای باسبارهای چند لایه که با بردهای مدارهای-IGBT جریان بالا استفاده می‌شوند، ضخامت باید بر اساس جریان واقعی، افزایش دما و محدودیت‌های فضای نصب تعیین شود، نه صرفاً افزایش- سطح مقطع.

 

مواد عایق نیز بر قیمت و ابعاد محصول تأثیر می گذارد. کاربردهایی مانند شین‌های چند لایه برای خازن‌های پشتیبانی DC (با استفاده از دی‌الکتریک‌های فیلم پلی‌پروپیلن) به انتخاب طرح‌های عایق مناسب بر اساس رتبه‌بندی ولتاژ، دما مورد نیاز و ساختارهای بین لایه‌ای نیاز دارند تا از مهندسی بیش از حد جلوگیری شود.

 

فرآیندهای ساخت، هزینه تولید سازه های پیچیده را تعیین می کند. باسبارهای چند لایه برای اینورترهای PV ممکن است شامل چندین مرحله باشد-مانند مهر زنی، ماشینکاری CNC، جوشکاری و لمینیت. بنابراین، به حداقل رساندن سوراخ‌ها، خم‌ها و اتصالات جوشی غیرضروری در مرحله طراحی به کاهش هزینه‌های ساخت و بهبود قوام دسته کمک می‌کند.

 

 

هنگام تهیه شینه‌ها برای الکترونیک قدرت، متخصصان تدارکات باید فراتر از قیمت‌های واحد صرف نگاه کنند و بررسی کنند که آیا تامین‌کننده می‌تواند در ارزیابی‌های مهندسی مراحل اولیه شرکت کند یا خیر. سازندگان با قابلیت‌های طراحی برای تولید (DFM) می‌توانند با تجزیه و تحلیل نقشه‌های 2 بعدی/3 بعدی، مشخصات جریان و ولتاژ و محدودیت‌های فضای نصب، مسائل ساختاری و ساخت را زود تشخیص دهند.

 

قابلیت های تولید نیز مستقیماً بر نتایج تحویل نهایی تأثیر می گذارد. تولید شینه های چند لایه برای درایوهای موتور و الکترونیک قدرت معمولاً شامل فرآیندهایی مانند مهر زنی دقیق، ماشینکاری CNC، لمینیت عایق، و لیزر یا جوشکاری مقاومتی است. تجهیزات تولید تامین‌کننده و قابلیت‌های کنترل فرآیند، عوامل مهمی هستند که ثبات محصول را تعیین می‌کنند.

 

پروتکل های مدیریت کیفیت باید شامل مواد، ابعاد، عملکرد الکتریکی و قابلیت ردیابی دسته ای باشد. برای شین‌های چند لایه که در پیوندهای DC خازن قدرت استفاده می‌شوند، بخش‌های کلیدی برای تأیید در حین خرید شامل بازرسی مواد، بررسی ابعاد، آزمایش ولتاژ مقاومت عایق، بازرسی اتصالات جوش و انطباق با استانداردهای مدیریت کیفیت مانند ISO 9001 و IATF 16949 است.

 

آیا به دنبال سازنده ای هستید که طراحی و هزینه گذرگاه چند لایه خود را بهینه کند؟

 

پشتیبانی مهندسی باسبار چند لایه سفارشی را دریافت کنید

 

 

مرحله 1 -جریان را تعیین کنید
جریان پیوسته، پیک جریان و افزایش دمای مجاز را تعریف کنید.

 

مرحله 2 -ولتاژ را تعیین کنید
ولتاژ نامی، کلاس عایق و مقاومت مورد نیاز ولتاژ را تعریف کنید.

 

مرحله 3 -الزامات اندوکتانس را تعیین کنید
ارزیابی کنید که آیا یک ساختار اندوکتانس پایین-بر اساس فرکانس سوئیچینگ IGBT/SiC مورد نیاز است یا خیر.

 

مرحله 4 -بهینه سازی ساختار
ضخامت هادی، تعداد لایه ها، فاصله بین لایه ها، محل ترمینال و روش نصب را تعیین کنید.

 

مرحله 5 -محاسبه هزینه های تولید
تاثیر هزینه مواد، مهر زنی، جوشکاری، عایق کاری و ماشینکاری CNC را ارزیابی کنید.

 

مرحله 6 -اعتبار سنجی نمونه
قبل از شروع به تولید انبوه، طرح را از طریق آزمایش ابعاد، عایق، الکتریکی و افزایش دما بررسی کنید.

 

برای کاربردهای الکترونیک قدرت صنعتی-ماننداتوبوس های چند لایه-این رویکرد انتخابی اجازه می‌دهد تا نیازمندی‌های مهندسی و هزینه‌های تدارکات در اوایل مرحله توسعه محصول هماهنگ شوند، در نتیجه نیاز به اصلاحات بعدی ابزار و تغییرات ساختاری به حداقل می‌رسد.

 

 

اگر در حال توسعه اینورترهای IGBT، رایانه‌های شخصی ذخیره‌سازی انرژی، یا سایر تجهیزات الکترونیکی{0} با قدرت بالا هستید، می‌توانید نقشه‌های محصول را همراه با مشخصات ولتاژ، جریان و فضای نصب ارائه دهید. سپس تیم مهندسی ما ساختار چند لایه، مواد و راه حل های تولیدی را بر اساس این پارامترهای واقعی ارزیابی می کند.