Kā līdzsvarot izmaksas, izkliedes induktivitāti un sprieguma noturības spēju laminētās kopnēs? Inženierzinātņu atlases rokasgrāmata

Izvēloties laminētas kopnes, nevajadzētu koncentrēties tikai uz zemākās cenas, minimālās izkliedētās induktivitātes vai augstākā sprieguma sasniegšanu; tā vietā ir jānosaka atbilstoša struktūra, ņemot vērā sistēmas darba spriegumu, strāvu, pārslēgšanas frekvenci, uzstādīšanas vietu un izolācijas prasības. IGBT invertoriem, enerģijas uzglabāšanas PCS vienībām un lieljaudas{1}}elektronikas iekārtām labi-izstrādāta laminēta kopne līdzsvaro nepieciešamību nodrošināt atbilstību elektriskās veiktspējas specifikācijām ar materiālu un ražošanas izmaksu kontroli.

 

 

Pirmkārt, vadītāja šķērsgriezuma laukums un biezums ir jānosaka, pamatojoties uz nepārtrauktu strāvu, maksimālo strāvu un pieļaujamo temperatūras pieaugumu. Lai gan šķērsgriezuma-laukuma palielināšana ir izplatīts veids, kā palielināt laminēto vara kopņu strāvu-nestspēju, vienkārša biezuma palielināšana ne vienmēr ir optimāla; pārmērīga materiālu izmantošana palielina svaru un izmaksas, vienlaikus sarežģījot ražošanu, tāpēc konstrukcijai ir jāatbilst faktiskajām slodzes prasībām.

 

Ātrgaitas komutācijas ierīcēm, piemēram, IGBT un SiC komponentiem, strāvas cilpas laukums tieši ietekmē izkliedēto induktivitāti. Laminētas kopnes, kas paredzētas IGBT-motoru piedziņām, samazina cilpas parazītiskos parametrus, saīsinot strāvas ceļu starp pozitīvajiem un negatīvajiem spailēm un optimizējot starpslāņu atstarpi, tādējādi samazinot sprieguma lēcienus un EMI problēmas liela ātruma pārslēgšanas laikā.

 

Sprieguma izturības prasības nosaka izolācijas konstrukciju. Izolācijas risinājumi,{1}}piemēram, lakotas izolētas kopnes (VIB)-, ir jāizvēlas, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā nominālais spriegums, izolācijas biezums, šļūdes attālums, elektriskā klīrenss un darba temperatūra. Augstsprieguma -pieejā ir vairāk nekā tikai izolācijas biezuma palielināšana; jāņem vērā arī vispārējie konstrukcijas izmēri un faktiskā uzstādīšanas vide.

 

 

Faktiskajā iepirkumā ir ieteicams veidot dizainu pēc principa "atbilst specifikācijām, nevis sasniegt maksimālos parametrus". Laminēto kopņu dizains ietver vairāku faktoru līdzsvarošanu:

 

• Izmaksu-prioritāte:Izmantojiet standarta slāņu skaitu un atbilstošu vadu biezumu, kas atbilst strāvas un sprieguma izturības prasībām, tādējādi samazinot nevajadzīgu materiālu izmantošanu un apstrādes posmus.

 

• Zema{0}}induktivitātes prioritāte:Samaziniet attālumu starp pozitīvajiem un negatīvajiem spailēm un samaziniet strāvas cilpas laukumu; šī pieeja ir piemērota ātrdarbīgiem{0}}IGBT un SiC barošanas moduļiem.

 

• Sprieguma{0}}izturības prioritāte:Izvēlieties izolācijas materiālus un biezumus, pamatojoties uz sistēmas spriegumu, vienlaikus stingri kontrolējot šļūdes attālumus un elektriskos attālumus.

 

• Atstarpes-prioritāte:Kompaktam aprīkojumam izmantojiet vairāku{0}}slāņu struktūru, lai nodrošinātu strāvas sadalījumu ierobežotā uzstādīšanas vietā.

 

Tāpēc optimālais dizains laminētajām kopnēm, kas savieno IGBT un kondensatoru blokus, ne vienmēr ir tas, kuram ir viszemākā cena vai visaugstākā veiktspēja; drīzāk tas ir risinājums, kas samazina nevajadzīgus materiālus un ražošanas procesus, vienlaikus apmierinot prasības attiecībā uz strāvu, izkliedes induktivitāti un izolāciju.

 

Nepieciešams līdzsvarot kopņu izmaksas, novirzes induktivitāti un sprieguma izturību?

 

Pieprasiet laminētas kopnes dizaina pārskatīšanu

 

Materiāli veido ievērojamu izmaksu daļu. Lai gan vara kopnes alternatīvās enerģijas lietojumiem nodrošina augstu elektrovadītspēju, citus vadītāju materiālus var novērtēt, pamatojoties uz pašreizējām un strukturālajām prasībām lietojumiem, kur svars un izmaksas ir kritiski faktori.

 

Vada biezums arī tieši ietekmē materiāla patēriņu un apstrādes izmaksas. Laminētām kopnēm, ko izmanto ar lielas-strāvas IGBT shēmas platēm, biezums jānosaka, pamatojoties uz faktisko strāvu, temperatūras paaugstināšanos un uzstādīšanas vietas ierobežojumiem, nevis vienkārši palielinot šķērsgriezuma laukumu.

 

Izolācijas materiāli ietekmē arī izstrādājuma izmaksas un izmērus. Tādiem lietojumiem kā laminētas kopnes līdzstrāvas atbalsta kondensatoriem (izmantojot polipropilēna plēves dielektriķus) ir jāizvēlas piemērotas izolācijas shēmas, pamatojoties uz sprieguma nomināliem, temperatūras prasībām un starpslāņu konstrukcijām, lai izvairītos no pārmērīgas-inženierijas.

 

Ražošanas procesi nosaka sarežģītu konstrukciju ražošanas izmaksas. PV invertoru laminētas kopnes var ietvert vairākas darbības,{1}}piemēram, štancēšana, CNC apstrāde, metināšana un laminēšana; tādēļ nevajadzīgu caurumu, līkumu un metināto savienojumu samazināšana projektēšanas fāzē palīdz samazināt ražošanas izmaksas un uzlabo partijas konsistenci.

 

 

Iegādājoties kopnes spēka elektronikai, iepirkumu speciālistiem ir jāskatās ne tikai uz vienības cenu un jāpārbauda, ​​vai piegādātājs var piedalīties agrīnā{0}}inženiertehniskajos novērtējumos. Ražotāji ar Design for Manufacturability (DFM) iespējām var savlaicīgi noteikt strukturālās un ražošanas problēmas, analizējot 2D/3D rasējumus, strāvas un sprieguma specifikācijas un uzstādīšanas vietas ierobežojumus.

 

Ražošanas iespējas arī tieši ietekmē gala piegādes rezultātus. Laminēto kopņu ražošana motoru piedziņām un spēka elektronikai parasti ietver tādus procesus kā precīza štancēšana, CNC apstrāde, izolācijas laminēšana un lāzera vai pretestības metināšana; piegādātāja ražošanas iekārtas un procesa kontroles iespējas ir būtiski faktori, kas nosaka produkta konsekvenci.

 

Kvalitātes vadības protokolos jāietver materiāli, izmēri, elektriskā veiktspēja un partijas izsekojamība. Strāvas kondensatoru līdzstrāvas saitēs izmantotajām laminētajām kopnēm galvenās jomas, kas jāpārbauda iepirkuma laikā, ir materiālu pārbaude, izmēru pārbaudes, izolācijas izturības pret spriegumu pārbaude, metināto savienojumu pārbaude un atbilstība kvalitātes vadības standartiem, piemēram, ISO 9001 un IATF 16949.

 

Vai meklējat ražotāju, lai optimizētu laminētās kopnes dizainu un izmaksas?

 

Saņemiet pielāgotu laminētu kopņu inženierijas atbalstu

 

 

1 -. darbībaNoteikt strāvu
Definējiet nepārtrauktu strāvu, maksimālo strāvu un pieļaujamo temperatūras pieaugumu.

 

2 -. darbībaNosakiet spriegumu
Definējiet nominālo spriegumu, izolācijas klasi un prasības pret spriegumu.

 

3 -. darbībaNoteikt induktivitātes prasības
Novērtējiet, vai ir nepieciešama zemas{0}induktivitātes struktūra, pamatojoties uz IGBT/SiC pārslēgšanās frekvenci.

 

4 -. darbībaStruktūras optimizēšana
Nosakiet vadītāja biezumu, slāņu skaitu, atstarpi starp slāņiem, spaiļu izvietojumu un montāžas metodi.

 

5 -. darbībaAprēķiniet ražošanas izmaksas
Novērtējiet materiālu, štancēšanas, metināšanas, izolācijas un CNC apstrādes ietekmi uz izmaksām.

 

6 -. darbībaParauga validācija
Pirms turpināt masveida ražošanu, pārbaudiet konstrukciju, veicot izmēru, izolācijas, elektriskās un temperatūras paaugstināšanās testus.

 

Rūpnieciskās jaudas elektronikas lietojumiem,{0}}piemēram,Laminētas kopnes-šī atlases pieeja ļauj saskaņot inženiertehniskās prasības un iepirkuma izmaksas jau produkta izstrādes fāzē, tādējādi samazinot vajadzību pēc turpmākām rīku modifikācijām un strukturālām izmaiņām.

 

 

Ja izstrādājat IGBT invertorus, enerģijas uzkrāšanas PCS vai citas lieljaudas{0}}elektronikas iekārtas, varat nodrošināt izstrādājuma rasējumus, kā arī specifikācijas par spriegumu, strāvu un uzstādīšanas vietu. Pēc tam mūsu inženieru komanda novērtēs laminēto struktūru, materiālus un ražošanas risinājumus, pamatojoties uz šiem faktiskajiem parametriem.