Tehnologii cheie pentru îmbunătățirea densității puterii: Analiza cunoștințelor industriei barelor colectoare laminate

Odată cu dezvoltarea rapidă a vehiculelor noi de energie, a sistemelor de stocare a energiei, a convertoarelor industriale și a echipamentelor electronice de putere{0}}înaltă de frecvență, structurile tradiționale de bare colectoare din cupru nu mai pot satisface cerințele de densitate mare de putere, miniaturizare și pierderi reduse. Pe acest fundal, barele colectoare laminate au devenit treptat o componentă importantă a sistemelor moderne de conectare la putere. Ca soluție de conexiune conductivă integrată, obține o inductanță parazită scăzută, o capacitate mare de transport a curentului și o compatibilitate electromagnetică excelentă prin laminarea compozită a mai multor conductori și materiale izolatoare și este utilizat pe scară largă în scenarii de frecvență înaltă, tensiune înaltă și putere mare.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Barele colectoare laminate sunt în esență bare de conexiune cu structură compozită multi-strat, formate de obicei din straturi alternative de conductori de cupru sau aluminiu și medii izolatoare. În comparație cu structurile tradiționale de bare colectoare din cupru, acestea pot realiza un design mai rațional al căii de curent într-un spațiu limitat, îmbunătățind astfel eficiența și stabilitatea generală a sistemului. Sistemele electronice de putere moderne au cerințe din ce în ce mai mari pentru inductanță scăzută, comutare cu viteză mare-și management termic; prin urmare, barele colectoare laminate de joasă-inductanță au devenit o alegere importantă pentru echipamentele de-convertoare de înaltă performanță.

 

Din punct de vedere structural, barele colectoare laminate pot fi proiectate ca structuri dublu-strat, triplu-strat sau chiar structuri multi-strat pentru a îndeplini cerințele specifice ale aplicației. Barele colectoare laminate cu trei-straturi sunt utilizate pe scară largă în noile invertoare de energie și sisteme PCS de stocare a energiei. Prin stivuirea strânsă a electrozilor pozitivi și negativi, zona buclei este redusă efectiv, permițând câmpurilor magnetice să se anuleze reciproc, reducând astfel semnificativ inductanța parazită. În comparație cu sistemele tradiționale de bare colectoare din cupru, inductanța poate fi redusă la aproximativ o-zecime din soluția originală, ceea ce este crucial pentru funcționarea stabilă a dispozitivelor SiC de-înaltă frecvență și a modulelor IGBT.

 

În sistemele electronice de-putere mare, dispozitivele de comutare sunt predispuse la vârfuri de tensiune și interferențe EMI atunci când funcționează la viteze mari. Aplicarea barelor colectoare laminate în convertoarele de-putere mare poate atenua eficient această problemă. Datorită distanței extrem de mici dintre straturile conductoare, câmpurile magnetice generate de curenții buclei se pot anula reciproc, reducând astfel zgomotul radiat și pierderile de comutare. Această caracteristică de-inductanță scăzută nu numai că îmbunătățește fiabilitatea sistemului, dar ajută și la reducerea dimensiunii filtrelor și a radiatoarelor, crescând și mai mult densitatea de putere a echipamentului.

 

Odată cu aplicarea-la scară largă a dispozitivelor cu carbură de siliciu, cererea de bare colectoare laminate personalizate pentru IGBT-uri și bare colectoare laminate IGBT continuă să crească. Modulele IGBT au cerințe extrem de ridicate pentru distribuția uniformă a curentului și conexiunile cu inductanță redusă-, iar structurile laminate pot optimiza traseele curentului și pot reduce punctele fierbinți locale. Pentru topologiile cu trei-nivele, barele colectoare laminate pentru invertoarele cu trei-niveluri pot îmbunătăți în mod eficient fluctuațiile de tensiune din punctul mediu și pot îmbunătăți răspunsul dinamic al sistemului, făcându-le valoroase în noile invertoare de energie și convertoare industriale de frecvență.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Industria vehiculelor cu energie nouă este unul dintre sectoarele cu cea mai rapidă{0}}creștere pentru tehnologia barelor colectoare laminate. Barele colectoare laminate pentru mașinile electrice sunt utilizate pe scară largă în sistemele de acționare electrică, pachete de baterii, OBC-uri și module DC/DC. În comparație cu conexiunile tradiționale ale cablajului, acestea reduc spațiul de instalare, îmbunătățesc conductivitatea și reduc greutatea totală a vehiculului. Cu platformele de-tensiune înaltă care se deplasează treptat către 800V și tensiuni chiar mai mari, barele colectoare cu invertor cu rezistență la explozii-de înaltă tensiune se confruntă cu cerințe mai mari pentru performanța izolației, tensiunea de rezistență și stabilitatea termică; structurile laminate îndeplinesc mai bine aceste condiții complexe de funcționare.

 

În domeniile stocării și alimentării cu energie electrică (alimentare neîntreruptibilă), barele de sistem și structurile laminate sunt de asemenea utilizate pe scară largă. Sistemele UPS au cerințe extrem de ridicate pentru stabilitatea sursei de alimentare și performanță cu pierderi reduse-. Barele colectoare laminate pot reduce creșterea temperaturii sistemului, pot îmbunătăți eficiența transportului de energie și pot spori fiabilitatea operațională pe termen lung a echipamentelor-. În plus, în echipamentele de comunicații, barele colectoare laminate pentru distribuția energiei în telecomunicații și barele colectoare laminate pentru panourile de bază ale routerelor de internet înlocuiesc treptat soluțiile tradiționale de conectare prin cablu pentru a satisface cerințele de spațiu ale dulapurilor de-înaltă densitate.

 

Sectorul de tranzit feroviar este, de asemenea, un domeniu de aplicare important pentru barele colectoare laminate. Barele colectoare laminate pentru metrou și barele colectoare compozite pentru alimentarea cu energie a trenurilor, modulele de putere cu patru-quadrante sunt utilizate pe scară largă în sistemele de alimentare cu energie de tracțiune a trenurilor și modulele convertoare cu patru-quadrante. Deoarece sistemele de tranzit feroviar funcționează în condiții de vibrații ridicate, curenți mari și medii electromagnetice complexe, cerințele de stabilitate pentru sistemul de conexiune sunt extrem de ridicate. Barele colectoare laminate nu numai că îmbunătățesc rezistența la vibrații, ci și reduc riscurile EMC ale sistemului și sporesc fiabilitatea generală a sursei de alimentare.

 

Pe lângă domeniile industriale și energetice noi, barele colectoare laminate sunt, de asemenea, din ce în ce mai folosite în domenii-de ultimă generație, cum ar fi echipamente medicale, iluminat de scenă și centre de date. De exemplu, barele colectoare laminate pentru dispozitivele de testare a imagisticii medicale îndeplinesc cerințele de zgomot redus și stabilitate ridicată ale echipamentelor de imagistică medicală; barele de distribuție laminate pentru distribuția de energie cu montare în rack sunt potrivite pentru sistemele de alimentare cu rack pentru servere cu densitate mare-; și barele colectoare laminate pentru asamblarea PDA (un succes-în-sistemul de iluminat pentru scenă) încep să fie utilizate în modulele de alimentare de-înaltă frecvență pentru echipamentele de iluminat de scenă.

 

Din perspectiva producției, barele colectoare laminate sunt de obicei fabricate folosind procese precum presarea la cald în vid, lipirea prin laminare sau turnarea. Materialele de izolație folosesc adesea materiale de-izolație ridicată, cum ar fi poliimidă, PET și rășină epoxidică, pentru a asigura rezistența la tensiune și stabilitatea termică în timpul funcționării pe termen lung. Pentru amenajări spațiale complexe, barele colectoare parțial laminate pot utiliza o structură laminată în zone localizate, echilibrând flexibilitatea instalării cu performanța de inductanță scăzută, făcându-le potrivite pentru scenarii speciale, cum ar fi barele colectoare laminate pentru instalații complexe de bare colectoare.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

În timpul procesului de proiectare, inginerii optimizează de obicei proiectarea luând în considerare capacitatea curentă, cerințele de creștere a temperaturii, distanța de izolație și performanța EMC. Un aspect bine planificat-conductorului nu numai că reduce pierderile de sistem, ci și îmbunătățește eficiența disipării căldurii. Deoarece barele colectoare laminate combină conductivitatea și suportul structural, ele sunt clasificate ca bare colectoare laminate, componente electronice pasive și joacă un rol din ce în ce mai important în sistemele de alimentare moderne, foarte integrate.

 

În general,bară colectoare laminatătehnologia conduce dezvoltarea dispozitivelor electronice de putere către o densitate de putere mai mare, pierderi mai mici și dimensiuni mai mici. Odată cu modernizarea continuă a noilor industrii de energie, stocare a energiei, transport feroviar și-producție de ultimă generație, barele colectoare laminate vor juca un rol și mai crucial în viitoarele sisteme de alimentare de înaltă-tensiune, înaltă-frecvență și înalt integrate, devenind treptat o componentă fundamentală pentru transportul și conexiunea de energie modernă.