Làm thế nào để cân bằng chi phí, độ tự cảm lạc và khả năng chịu được điện áp trong thanh cái nhiều lớp? Hướng dẫn lựa chọn kỹ thuật

Khi chọn Thanh cái nhiều lớp, người ta không nên chỉ tập trung vào việc đạt được mức giá thấp nhất, độ tự cảm lạc tối thiểu hoặc định mức điện áp cao nhất; thay vào đó, phải xác định cấu trúc phù hợp bằng cách xem xét các yêu cầu về điện áp vận hành, dòng điện, tần số chuyển mạch, không gian lắp đặt và cách điện của hệ thống. Đối với bộ biến tần IGBT, bộ PCS lưu trữ năng lượng và thiết bị điện tử công suất-công suất cao, thanh cái nhiều lớp được thiết kế-tốt sẽ cân bằng nhu cầu đáp ứng các thông số kỹ thuật về hiệu suất điện với khả năng kiểm soát chi phí vật liệu và sản xuất.

 

 

Đầu tiên, diện tích mặt cắt ngang và độ dày của dây dẫn phải được xác định dựa trên dòng điện liên tục, dòng điện cực đại và mức tăng nhiệt độ cho phép. Mặc dù tăng-diện tích mặt cắt ngang là cách phổ biến để nâng cao-khả năng mang dòng điện của thanh cái đồng nhiều lớp, nhưng việc chỉ tăng độ dày không phải lúc nào cũng tối ưu; việc sử dụng quá nhiều vật liệu sẽ làm tăng thêm trọng lượng và chi phí, đồng thời làm phức tạp quá trình sản xuất, do đó thiết kế phải phù hợp với yêu cầu tải trọng thực tế.

 

Đối với-các thiết bị chuyển mạch tốc độ cao như IGBT và các thành phần SiC, diện tích vòng lặp hiện tại tác động trực tiếp đến độ tự cảm tạp tán. Các thanh cái nhiều lớp được thiết kế cho bộ truyền động động cơ dựa trên IGBT-giảm thiểu các tham số ký sinh vòng lặp bằng cách rút ngắn đường dẫn dòng điện giữa cực dương và cực âm, đồng thời tối ưu hóa khoảng cách giữa các lớp, nhờ đó giảm xung điện áp và các vấn đề EMI trong quá trình chuyển đổi tốc độ-cao.

 

Yêu cầu chịu được điện áp quyết định cấu trúc cách điện. Các giải pháp cách nhiệt-chẳng hạn như Thanh cái cách điện được đánh bóng (VIB)-phải được chọn dựa trên các yếu tố bao gồm điện áp định mức, độ dày cách điện, khoảng cách đường rò, khe hở điện và nhiệt độ vận hành. Đối với các ứng dụng-điện áp cao, phương pháp này không chỉ bao gồm việc tăng độ dày cách điện; người ta cũng phải xem xét kích thước cấu trúc tổng thể và môi trường lắp đặt thực tế.

 

 

Trong thực tế mua sắm, nên thiết kế dựa trên nguyên tắc “đáp ứng các thông số kỹ thuật hơn là theo đuổi các thông số tối đa”. Việc thiết kế thanh cái nhiều lớp liên quan đến việc cân bằng một số yếu tố:

 

• Ưu tiên-chi phí:Sử dụng số lớp tiêu chuẩn và độ dày dây dẫn thích hợp đáp ứng yêu cầu chịu được dòng điện và điện áp, từ đó giảm thiểu các bước xử lý và sử dụng vật liệu không cần thiết.

 

• Mức độ ưu tiên điện cảm-thấp:Giảm thiểu khoảng cách giữa các cực dương và cực âm và giảm diện tích vòng lặp hiện tại; phương pháp này phù hợp với các mô-đun nguồn IGBT và SiC tốc độ cao.

 

• Mức độ ưu tiên-chịu được điện áp:Chọn vật liệu cách nhiệt và độ dày dựa trên điện áp hệ thống đồng thời kiểm soát chặt chẽ khoảng cách đường dây và khe hở điện.

 

• Mức độ ưu tiên{0}}không gian:Đối với thiết bị nhỏ gọn, hãy sử dụng cấu trúc nhiều{0}}lớp để đạt được mức phân phối hiện tại trong không gian lắp đặt hạn chế.

 

Do đó, thiết kế tối ưu cho thanh cái nhiều lớp kết nối IGBT và dàn tụ điện không nhất thiết phải là thiết kế có giá thấp nhất hoặc hiệu suất cao nhất; đúng hơn, đó là giải pháp giảm thiểu các vật liệu và quy trình sản xuất không cần thiết đồng thời đáp ứng các yêu cầu về dòng điện, độ tự cảm rò rỉ và cách điện.

 

Cần cân bằng chi phí thanh cái, độ tự cảm rò và khả năng chịu điện áp?

 

Yêu cầu đánh giá thiết kế thanh cái nhiều lớp

 

Vật liệu chiếm một phần đáng kể trong chi phí. Trong khi thanh cái bằng đồng dành cho các ứng dụng năng lượng thay thế có độ dẫn điện cao thì các vật liệu dẫn điện khác có thể được đánh giá dựa trên các yêu cầu về cấu trúc và dòng điện cho các ứng dụng trong đó trọng lượng và chi phí là những yếu tố quan trọng.

 

Độ dày dây dẫn cũng ảnh hưởng trực tiếp đến mức tiêu thụ vật liệu và chi phí xử lý. Đối với các thanh cái nhiều lớp được sử dụng với bảng mạch IGBT{1}}dòng điện cao, độ dày phải được xác định dựa trên các hạn chế về dòng điện, mức tăng nhiệt độ và không gian lắp đặt thực tế, thay vì chỉ đơn giản là tăng diện tích mặt cắt ngang.

 

Vật liệu cách nhiệt cũng ảnh hưởng đến giá thành và kích thước sản phẩm. Các ứng dụng như thanh cái nhiều lớp cho tụ điện hỗ trợ DC (sử dụng chất điện môi màng polypropylen) yêu cầu lựa chọn sơ đồ cách điện thích hợp dựa trên định mức điện áp, yêu cầu về nhiệt độ và cấu trúc giữa các lớp để tránh kỹ thuật quá mức.

 

Quy trình sản xuất xác định chi phí sản xuất các cấu trúc phức tạp. Thanh cái nhiều lớp cho bộ biến tần PV có thể bao gồm nhiều bước-chẳng hạn như dập, gia công CNC, hàn và cán mỏng; do đó, giảm thiểu các lỗ, chỗ uốn và mối hàn không cần thiết trong giai đoạn thiết kế giúp giảm chi phí sản xuất và cải thiện tính nhất quán của lô.

 

 

Khi tìm nguồn cung cấp thanh cái cho thiết bị điện tử công suất, các chuyên gia thu mua không chỉ nên xem xét báo giá theo đơn vị mà còn xác minh xem nhà cung cấp có thể tham gia vào-các đánh giá kỹ thuật ở giai đoạn đầu hay không. Các nhà sản xuất có khả năng Thiết kế cho khả năng sản xuất (DFM) có thể sớm xác định các vấn đề về cấu trúc và chế tạo bằng cách phân tích các bản vẽ 2D/3D, thông số kỹ thuật dòng điện và điện áp cũng như các hạn chế về không gian lắp đặt.

 

Khả năng sản xuất cũng ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả giao hàng cuối cùng. Việc sản xuất thanh cái nhiều lớp cho bộ truyền động động cơ và thiết bị điện tử công suất thường bao gồm các quy trình như dập chính xác, gia công CNC, cán màng cách điện và hàn laser hoặc hàn điện trở; Thiết bị sản xuất và khả năng kiểm soát quy trình của nhà cung cấp là những yếu tố quan trọng quyết định tính nhất quán của sản phẩm.

 

Các quy trình quản lý chất lượng phải bao gồm vật liệu, kích thước, hiệu suất điện và khả năng truy xuất nguồn gốc theo lô. Đối với các thanh cái nhiều lớp được sử dụng trong các liên kết DC của tụ điện, các lĩnh vực chính cần xác minh trong quá trình mua sắm bao gồm kiểm tra vật liệu, kiểm tra kích thước, kiểm tra điện áp chịu được cách điện, kiểm tra mối hàn và tuân thủ các tiêu chuẩn quản lý chất lượng như ISO 9001 và IATF 16949.

 

Bạn đang tìm kiếm một nhà sản xuất để tối ưu hóa thiết kế và chi phí thanh cái nhiều lớp của mình?

 

Nhận hỗ trợ kỹ thuật thanh cái nhiều lớp tùy chỉnh

 

 

Bước 1 -Xác định hiện tại
Xác định dòng điện liên tục, dòng điện cực đại và độ tăng nhiệt độ cho phép.

 

Bước 2 -Xác định điện áp
Xác định các yêu cầu về điện áp định mức, lớp cách điện và khả năng chịu đựng điện áp.

 

Bước 3 -Xác định yêu cầu điện cảm
Đánh giá xem có cần cấu trúc điện cảm thấp hay không dựa trên tần số chuyển đổi IGBT/SiC.

 

Bước 4 -Tối ưu hóa cấu trúc
Xác định độ dày dây dẫn, số lớp, khoảng cách giữa các lớp, vị trí đầu cuối và phương pháp lắp đặt.

 

Bước 5 -Tính toán chi phí sản xuất
Đánh giá tác động chi phí của vật liệu, dập, hàn, cách nhiệt và gia công CNC.

 

Bước 6 -Xác thực mẫu
Xác minh thiết kế thông qua thử nghiệm tăng kích thước, cách điện, điện và nhiệt độ trước khi tiến hành sản xuất hàng loạt.

 

Đối với các ứng dụng điện tử công nghiệp-chẳng hạn nhưThanh cái nhiều lớp-phương pháp lựa chọn này cho phép các yêu cầu kỹ thuật và chi phí mua sắm được điều chỉnh sớm trong giai đoạn phát triển sản phẩm, nhờ đó giảm thiểu nhu cầu sửa đổi công cụ và thay đổi cấu trúc tiếp theo.

 

 

Nếu bạn đang phát triển bộ biến tần IGBT, PCS lưu trữ năng lượng hoặc-thiết bị điện tử công suất cao khác, bạn có thể cung cấp bản vẽ sản phẩm cùng với thông số kỹ thuật về điện áp, dòng điện và không gian lắp đặt; Sau đó, nhóm kỹ thuật của chúng tôi sẽ đánh giá cấu trúc nhiều lớp, vật liệu và giải pháp sản xuất dựa trên các thông số thực tế này.