Phổ biến kiến ​​thức ngành thanh cái nhiều lớp

 

Thanh cái nhiều lớp là thành phần kết nối điện có cấu trúc hỗn hợp nhiều lớp tích hợp, được tạo thành bằng cách ép xen kẽ nhiều lớp vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện, sau đó hóa rắn chúng bằng cách ép nóng ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Về mặt cấu trúc, nó tương tự như một "đường cao tốc" trong hệ thống phân phối điện, tích hợp nhiều thiết bị đầu cuối nguồn và các nút đầu vào và đầu ra thành một thiết bị phẳng, nhỏ gọn với các đường dẫn có-trở kháng thấp. Giá trị cốt lõi của thanh cái nhiều lớp là bằng cách ghép chặt các lớp dẫn điện liền kề, độ tự cảm tạp tán trong vòng lặp có thể giảm đáng kể - thông số này thường cao tới hàng trăm nanohenries trong bộ dây truyền thống, nhưng có thể giảm xuống mức 10 đến hàng chục nanohenries trong thiết kế tối ưu của thanh cái nhiều lớp. Việc giảm độ tự cảm tạp tán trực tiếp triệt tiêu điện áp đỉnh do các thiết bị nguồn như IGBT và MOSFET tạo ra khi tắt-tốc độ cao{7}}, từ đó bảo vệ hiệu quả các thiết bị bán dẫn nguồn khỏi nguy cơ quá{8}}sự cố điện áp. Đồng thời, sự tiếp xúc chặt chẽ giữa lớp dẫn điện và lớp cách điện sẽ tạo thành điện dung phân bố tự nhiên giữa các dây dẫn liền kề.

 

Mặc dù điện dung phân bố này nhỏ (thường là vài trăm picofarad đến vài nanofarad), nhưng nó giúp lọc nhiễu chế độ-thông thường trong các tình huống chuyển đổi tần số-cao và cải thiện khả năng chống-nhiễu điện từ-của hệ thống. Ngoài ra, thanh cái nhiều lớp còn có các đặc điểm điển hình như hiệu suất điện lặp lại (tính nhất quán cao theo lô), trở kháng AC thấp (đặc biệt là ưu điểm rõ ràng trong môi trường hài hòa tần số- cao), độ dẫn nhiệt tốt (cấu trúc phẳng có thể vừa với bề mặt của bộ tản nhiệt) và lắp đặt đơn giản và nhanh chóng (giảm số lượng điểm tiếp xúc và khối lượng công việc siết vít). Nhìn chung, thanh cái nhiều lớp là giải pháp thay thế có hệ thống cho các phương pháp đi dây truyền thống vốn cồng kềnh,{7}}tốn thời gian và dễ xảy ra lỗi đi dây. Chúng đặc biệt thích hợp cho các hệ thống điện tử công suất hiện đại với mật độ năng lượng ngày càng tăng. Trong thiết kế cấu trúc hỗn hợp nhiều lớp, độ dày, chiều rộng và độ dày lớp cách điện của từng lớp dây dẫn cần phải được tính toán cẩn thận dựa trên mức điện áp, giá trị hiệu dụng hiện tại và tần số chuyển mạch để đảm bảo phân bố điện trường đồng đều và nhiệt độ điểm nóng có thể kiểm soát được.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cốt lõi của thanh cái nhiều lớp nằm ở việc cán xen kẽ chính xác các lớp dẫn điện và các lớp cách điện. Dung sai độ dày của từng lớp vật liệu dẫn điện (đồng hoặc nhôm) được kiểm soát trong phạm vi ±0,05mm để đảm bảo phân bố mật độ dòng điện đồng đều. Trong các thanh cái nhiều lớp, độ dày của lớp cách điện giữa các lớp dẫn điện liền kề không cố định mà được thiết kế khác nhau tùy theo sự chênh lệch điện áp: ví dụ: độ dày của lớp cách điện giữa các thanh cái DC dương và âm thường là 0,2–0,5mm, trong khi độ dày của lớp cách điện giữa thanh cái DC và mặt đất có thể tăng lên 0,5–1,0mm để đáp ứng yêu cầu điện áp chịu đựng cao hơn. Thiết kế hình dạng của lớp dẫn điện cũng bao gồm rất nhiều chi tiết: để giảm nồng độ điện trường cục bộ, tất cả các góc nhọn của lớp dẫn điện cần được bo tròn, có bán kính điển hình không nhỏ hơn 1,5mm; ở những khu vực cần có đầu nối hàn hoặc uốn, lớp dẫn điện sẽ được làm dày hoặc gia cố cục bộ để ngăn chặn ứng suất cơ học làm biến dạng lá đồng. Sau khi cấu trúc hỗn hợp nhiều lớp được dát lớp, độ đồng nhất của độ dày tổng thể được kiểm soát trong phạm vi ±0,1 mm. Chỉ báo này ảnh hưởng trực tiếp đến độ lắp ráp của thanh cái trong khung máy.

 

Xử lý cạnh là chi tiết quan trọng quyết định khả năng chống chọi với môi trường và độ tin cậy-lâu dài của thanh cái nhiều lớp. Đối với các cấu trúc có-cạnh mở, bề mặt cắt sẽ làm lộ ra bề mặt phân lớp giữa lớp dẫn điện và lớp cách điện. Quá trình phay hoặc mài chính xác là cần thiết để loại bỏ các vệt dính tràn ra khỏi máy ép nóng và làm cho các cạnh của tất cả các lớp phẳng với độ lệch không quá 0,2mm. Đối với các cấu trúc bịt kín cạnh, chất kết dính bịt kín cạnh cần phải bao phủ hoàn toàn tất cả các bề mặt tiếp xúc giữa lớp dẫn điện và lớp cách điện. Chiều rộng bịt kín cạnh thường là 3–8 mm và độ dày bịt kín cạnh là khoảng 0,3–0,8 mm. Các phương pháp ứng dụng keo dán cạnh bao gồm phun tự động, phủ nhúng hoặc in lụa. Sau khi thi công, nó cần được-xử lý trước ở nhiệt độ 60-80 độ trong 30 phút, sau đó xử lý hoàn toàn ở 120-150 độ trong 1-2 giờ. Cấu trúc kiểu bầu phức tạp hơn: toàn bộ thanh cái nhiều lớp được đặt trong khuôn chính xác và nhựa polyurethane hoặc epoxy hai thành phần được bơm trong điều kiện chân không (độ chân không nhỏ hơn hoặc bằng 1mbar) để loại bỏ hoàn toàn bọt khí. Độ dày của lớp bầu thường là 2–5 mm và đạt mức bảo vệ IP54 trở lên sau khi đóng rắn hoàn toàn. Phần dán cạnh đủ tiêu chuẩn được quan sát dưới kính hiển vi không được có lỗ rỗng nhìn thấy được, không bị tách lớp, không có vết nứt và không có khe hở ngăn cách giữa vật liệu dán cạnh và màng cách điện.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Quy trình sản xuất thanh cái nhiều lớp bao gồm nhiều quy trình gia công chính xác và ép nóng. Các tiêu chuẩn kiểm tra quy trình và kiểm soát tham số quy trình của từng liên kết sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ an toàn điện, độ bền cơ học và độ tin cậy-hoạt động lâu dài của sản phẩm cuối cùng. Sau đây là chi tiết từng cái một theo thứ tự của quy trình điển hình: Đầu tiên, nguyên liệu thô được kiểm tra khi đến nơi. Vật liệu đồng hoặc nhôm lớp dẫn điện cần được đo về dung sai độ dày (thường trong phạm vi ± 0,05mm), trạng thái độ cứng và độ hoàn thiện bề mặt (không có vết trầy xước, vết dầu, vết oxy hóa). Màng cách điện cần được kiểm tra ngẫu nhiên về độ dày, độ bền điện môi và độ co nhiệt, đồng thời màng dính cần được kiểm tra thời hạn sử dụng và dữ liệu thử nghiệm độ bền liên kết. Thứ hai, lớp dẫn điện được cắt và hình thành. Theo đồ họa thiết kế, có thể sử dụng quy trình cắt laser (độ chính xác cao, không có gờ, phù hợp với lô nhỏ hoặc hình dạng phức tạp), dập CNC (hiệu suất cao, phù hợp cho sản xuất hàng loạt) hoặc khắc hóa học chính xác (thích hợp cho các tấm đồng cực mỏng, không có ứng suất cơ học). Lớp dẫn điện bị cắt phải được làm sạch ba via (chải bằng con lăn, đánh bóng từ tính hoặc làm sạch bavia bằng nước áp suất cao) để ngăn các vệt sắc nhọn xuyên qua lớp cách điện liền kề. Đối với các lớp dẫn điện cần uốn cong, phải sử dụng khuôn đặc biệt trên máy uốn để tạo thành chúng theo trình tự. Bán kính uốn thường không nhỏ hơn 1,5 lần độ dày của vật liệu để tránh nứt vật liệu đồng.

 

Thứ ba, xử lý bề mặt. Lớp dẫn điện bằng đồng thường được mạ thiếc-(khả năng hàn tốt, giá thành vừa phải), mạ niken-(chống mài mòn-, chịu nhiệt độ-cao, thích hợp cho các đầu cực hàn hoặc uốn) hoặc mạ bạc-(độ dẫn điện tối ưu, phù hợp với tần số cực cao hoặc yêu cầu điện trở tiếp xúc cực thấp). Lớp dẫn điện bằng nhôm được anod hóa (để tạo thành màng oxit cách điện) hoặc phun bột cách điện. Sau khi xử lý bề mặt xong, cần phải kiểm tra độ bám dính và kiểm tra lấy mẫu điện trở tiếp xúc. Thứ tư, chuẩn bị lớp cách nhiệt. Màng cách điện được cắt chính xác (cắt bằng laze hoặc khuôn) theo hình dạng được thiết kế, chú ý loại bỏ vật liệu khỏi các lỗ định vị và khu vực{11}dây dẫn đầu cuối. Màng dính cũng được cắt và{13}}cố định trước trên bề mặt của lớp dẫn điện hoặc cách điện. Trong các thanh cái xếp chồng nhiều lớp, độ dày của lớp cách nhiệt có thể khác nhau ở các khu vực khác nhau. Điều này cần được phân biệt rõ ràng trong quá trình chuẩn bị ống khói. Thứ năm, lắp ráp lớp. Theo bảng trình tự xếp chồng, lần lượt đặt lớp dẫn điện, lớp cách điện, màng dính và vật cố định vị trí vào khuôn ép nóng, đồng thời đảm bảo rằng các vị trí đầu cuối, lỗ định vị và chốt khuôn được căn chỉnh từng cái một. Bước này yêu cầu một môi trường tương đối sạch sẽ (nên sử dụng phòng sạch cấp 10.000 hoặc tủ hút dòng chảy tầng cấp 100 cục bộ) để ngăn các hạt bụi rơi xuống giữa các lớp cách nhiệt và gây phóng điện cục bộ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Với mật độ công suất cao, cấu trúc nhỏ gọn, đặc tính trở kháng thấp và độ tin cậy lâu dài{0}}tuyệt vời, thanh cái nhiều lớp đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành có yêu cầu cao về hiệu suất điện, tận dụng không gian và khả năng thích ứng với môi trường. Trong lĩnh vực giao thông vận tải, thanh cái nhiều lớp được sử dụng rộng rãi trong các kết nối mạch chính của bộ chuyển đổi lực kéo vận chuyển đường sắt, hệ thống điều khiển điện tử của các phương tiện sử dụng năng lượng mới (bao gồm bộ điều khiển động cơ, hộp phân phối hệ thống quản lý pin và bộ sạc trên xe), bộ cấp nguồn phụ của xe điện và thanh cái điện trong đầu máy xe lửa kéo. Các ứng dụng này thường phải đối mặt với rung động nghiêm trọng, phạm vi nhiệt độ rộng (-40 độ đến 85 độ hoặc thậm chí cao hơn), chu kỳ nhiệt thường xuyên và môi trường nhiễu điện từ mạnh. Cấu trúc composite nhiều lớp của thanh cái nhiều lớp có thể chống lại các điều kiện khắc nghiệt trên một cách hiệu quả, đồng thời cải thiện độ ổn định điều khiển của hệ thống lực kéo bằng cách giảm độ tự cảm rò rỉ.

 

Về mặt chuyển đổi năng lượng, thanh cái nhiều lớp phù hợp với các kết nối phía DC{0}}và AC-của bộ biến tần quang điện mặt trời, mô-đun nguồn-phía máy và lưới- của bộ chuyển đổi năng lượng gió, bộ hội tụ cụm pin của hệ thống lưu trữ năng lượng và hệ thống phân phối bus DC của bộ biến tần công nghiệp. Khi hệ thống quang điện và năng lượng gió phát triển theo hướng mức điện áp cao hơn (1500V DC) và công suất-máy đơn lớn hơn, lợi thế-trở kháng thấp của thanh cái nhiều lớp ngày càng trở nên rõ ràng hơn, điều này có thể giảm đáng kể tổn thất đường dây và cải thiện hiệu suất hệ thống tổng thể. Trong ngành công nghiệp máy tính và truyền thông, -hệ thống phân phối điện 48V của các trạm cơ sở truyền thông, bảng nối đa năng phân phối điện của các máy chủ trung tâm dữ liệu lớn, kết nối bảng nối đa năng của các bộ định tuyến lõi mạng và thiết bị kiểm tra hình ảnh y tế (chẳng hạn như mô-đun nguồn điện áp cao{12}}của bộ phận quay CT và kết nối đầu ra của bộ khuếch đại gradient MRI) ​​tất cả đều sử dụng các thanh cái nhiều lớp làm thành phần kết nối chính. Thiết kế nhỏ gọn của chúng giải phóng không gian lắp đặt bên trong có giá trị đồng thời đảm bảo tín hiệu và truyền tải điện có độ tin cậy cao.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dựa trênBusBar máy tính lớnbản vẽ kết cấu, bảng thông số điện, cấp môi trường và yêu cầu chứng nhận do khách hàng cung cấp, chúng tôi có thể hoàn tất việc phát triển chìa khóa trao tay và giao hàng theo lô từ lựa chọn phương pháp xử lý cạnh, so sánh và đề xuất vật liệu màng cách nhiệt, gỡ lỗi tham số quy trình ép nóng cho đến một bộ thử nghiệm điện đầy đủ, giúp khách hàng đạt được tỷ lệ hỏng hóc thấp, bố cục nhỏ gọn và hoạt động đáng tin cậy lâu dài ở cấp độ hệ thống.