Tecnologies clau per a la millora de la densitat de potència: anàlisi del coneixement de la indústria de barres de bus laminat

Amb el ràpid desenvolupament de nous vehicles d'energia, sistemes d'emmagatzematge d'energia, convertidors industrials i equips electrònics d'alta{0}}potència de freqüència, les estructures tradicionals de barres de coure ja no poden satisfer les demandes d'alta densitat de potència, miniaturització i baixes pèrdues. En aquest context, les barres colectores laminates s'han convertit gradualment en un component important dels sistemes moderns de connexió d'energia. Com a solució de connexió conductora integrada, aconsegueix una baixa inductància parasitària, una gran capacitat de transport de corrent i una excel·lent compatibilitat electromagnètica mitjançant la laminació composta de múltiples conductors i materials aïllants, i s'utilitza àmpliament en escenaris d'alta-freqüència, alt-tensió i alta-potència.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Les barres laminades són bàsicament barres de connexió d'estructura composta de múltiples-capes, normalment formades per capes alternes de conductors de coure o alumini i mitjans aïllants. En comparació amb les estructures tradicionals de barres de coure discretes, poden aconseguir un disseny de recorregut de corrent més racional dins d'un espai limitat, millorant així l'eficiència i l'estabilitat global del sistema. Els sistemes electrònics de potència moderns tenen requisits cada cop més elevats per a la baixa inductància, la commutació d'alta-velocitat i la gestió tèrmica; per tant, les barres laminades de baixa-inductància s'han convertit en una opció important per als equips convertidors d'-alt rendiment.

 

Estructuralment, les barres laminades es poden dissenyar com a estructures de doble-capa, triple-capa o fins i tot multi-per satisfer els requisits específics de l'aplicació. Les barres laminades de tres-capes s'utilitzen especialment en nous inversors d'energia i sistemes PCS d'emmagatzematge d'energia. Apilant bé els elèctrodes positius i negatius, l'àrea del bucle es redueix eficaçment, permetent que els camps magnètics s'anul·lin entre si, reduint així significativament la inductància parasitària. En comparació amb els sistemes tradicionals de barres de coure, la inductància es pot reduir a aproximadament una-desena part de la solució original, la qual cosa és crucial per al funcionament estable dels dispositius SiC d'alta-freqüència i mòduls IGBT.

 

En els sistemes electrònics d'alta-potència, els dispositius de commutació són propensos a pics de tensió i interferències EMI quan funcionen a altes velocitats. L'aplicació de barres colectores laminades en convertidors d'alta-potència pot mitigar eficaçment aquest problema. A causa de la distància extremadament petita entre les capes conductores, els camps magnètics generats pels corrents de bucle es poden cancel·lar entre si, reduint així el soroll radiat i les pèrdues de commutació. Aquesta característica de baixa-inductància no només millora la fiabilitat del sistema, sinó que també ajuda a reduir la mida dels filtres i dissipadors de calor, augmentant encara més la densitat de potència de l'equip.

 

Amb l'aplicació a gran-escala de dispositius de carbur de silici, la demanda de barres colectores laminates personalitzades per a IGBT i barres colectores laminates IGBT continua creixent. Els mòduls IGBT tenen requisits extremadament alts per a una distribució uniforme de corrent i connexions de baixa-inductància, i les estructures laminades poden optimitzar els camins de corrent i reduir els punts calents locals. Per a topologies de tres-nivells, les barres colectores laminates per a inversors de tres-nivells poden millorar eficaçment les fluctuacions de tensió del punt mitjà i millorar la resposta dinàmica del sistema, fent-les valuoses en nous inversors d'energia i convertidors de freqüència industrials.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La indústria dels vehicles d'energia nova és un dels-sectors de més ràpid creixement per a la tecnologia de barres laminades. Les barres colectores laminats per a cotxes elèctrics s'utilitzen àmpliament en sistemes d'accionament elèctric, paquets de bateries, OBC i mòduls DC/DC. En comparació amb les connexions d'arnès de cablejat tradicionals, redueixen l'espai d'instal·lació, milloren la conductivitat i redueixen el pes total del vehicle. Amb les plataformes d'alt -tensió que es mouen gradualment cap als 800 V i tensions encara més altes, les barres d'inversor a prova d'explosió d'alta tensió-s'enfronten a requisits més elevats de rendiment d'aïllament, tensió de resistència i estabilitat tèrmica; les estructures laminades compleixen millor aquestes condicions de funcionament complexes.

 

En els camps de l'emmagatzematge d'energia i el subministrament d'energia (alimentació ininterrompuda), també s'utilitzen àmpliament les barres colectores del sistema i les estructures laminades. Els sistemes UPS tenen requisits extremadament alts per a l'estabilitat de la font d'alimentació i un rendiment de baixa-pèrdua. Les barres colectores laminades poden reduir l'augment de la temperatura del sistema, millorar l'eficiència de la transmissió d'energia i millorar la fiabilitat operativa a llarg termini-de l'equip. A més, en equips de comunicació, les barres colectores laminates per a la distribució d'energia de telecomunicacions i les barres colectores laminates per a les plaques posteriors d'encaminadors d'Internet estan substituint gradualment les solucions tradicionals de connexió de cables per satisfer els requisits d'espai dels armaris d'alta-densitat.

 

El sector del trànsit ferroviari també és una àrea d'aplicació important per a les barres colectores laminades. Les barres colectores laminades de metro i les barres composites per a l'alimentació del tren, els mòduls d'alimentació de quatre-quadrants s'utilitzen àmpliament en sistemes d'alimentació de tracció del tren i els mòduls de convertidors de quatre-quadrants. Com que els sistemes de trànsit ferroviari funcionen en entorns electromagnètics complexos, alta vibració i corrent, els requisits d'estabilitat del sistema de connexió són extremadament alts. Les barres colectores laminades no només milloren la resistència a les vibracions, sinó que també redueixen els riscos d'EMC del sistema i milloren la fiabilitat general de la font d'alimentació.

 

A més dels camps industrials i d'energia nova, les barres colectores laminades també s'utilitzen cada cop més en camps-de gamma alta com ara equipament mèdic, il·luminació escènica i centres de dades. Per exemple, les barres de bus laminat per a dispositius de prova d'imatge mèdica compleixen els requisits de baix soroll i alta estabilitat dels equips d'imatge mèdica; les barres de bus laminades per a la distribució d'energia de muntatge en bastidor-són adequades per a sistemes d'alimentació en bastidor de servidors d'alta densitat-; i barres de bus laminades per al muntatge de PDA (un èxit-en el-sistema d'il·luminació d'escenari) comencen a utilitzar-se en mòduls d'alimentació d'alta-freqüència per a equips d'il·luminació escènica.

 

Des del punt de vista de la fabricació, les barres de bus laminades es fabriquen normalment mitjançant processos com ara premsat en calent al buit, unió per laminació o modelat. Els materials d'aïllament sovint utilitzen materials d'aïllament alt-com ara la poliimida, el PET i la resina epoxi per garantir la resistència al voltatge i l'estabilitat tèrmica durant el funcionament-a llarg termini. Per a dissenys espacials complexos, les barres parcialment laminades poden utilitzar una estructura laminada en àrees localitzades, equilibrant la flexibilitat d'instal·lació amb un rendiment d'inductància baix, fent-les adequades per a escenaris especials com ara barres laminades per a instal·lacions complexes de barres.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Durant el procés de disseny, els enginyers normalment optimitzen el disseny tenint en compte la capacitat actual, els requisits d'augment de temperatura, la distància d'aïllament i el rendiment EMC. Un disseny del conductor-ben planificat no només redueix les pèrdues del sistema, sinó que també millora l'eficiència de la dissipació de calor. Com que les barres colectores laminates combinen conductivitat i suport estructural, es classifiquen com barres colectores laminates, components electrònics passius i juguen un paper cada cop més important en els sistemes d'alimentació moderns i altament integrats.

 

En general,barra colectora laminatLa tecnologia està impulsant el desenvolupament de dispositius electrònics de potència cap a una densitat de potència més alta, pèrdues més baixes i una mida més petita. Amb l'actualització contínua de la nova energia, l'emmagatzematge d'energia, el transport ferroviari i les indústries de fabricació de gamma alta-, les barres colectores laminats tindran un paper encara més crucial en els futurs sistemes elèctrics d'alta-tensió, alta-freqüència i altament integrats, convertint-se gradualment en un component fonamental per a la transmissió d'energia moderna i la connexió d'energia.