barramento laminado em conversor de alta potência: guia de seleção e análise de aplicação

O barramento laminado é um componente condutor composto usado em conversores de energia de alta-tensão. Ao laminar alternadamente múltiplas camadas de barras de cobre condutoras e materiais isolantes, é formado um caminho de distribuição com baixa indutância, alta capacitância e grande capacidade de transporte de corrente. Em cenários de aplicação de alta densidade de potência, os barramentos laminados podem reduzir significativamente a indutância parasita do circuito, reduzir a sobretensão de comutação e melhorar a confiabilidade dos módulos de potência e a eficiência do sistema. Em conversores de tração de transporte ferroviário, o módulo de potência de quatro quadrantes do barramento composto para fonte de alimentação de trem assume a tarefa principal de conectar com eficiência as unidades retificadoras e inversoras. Sua estrutura laminada suprime efetivamente picos de tensão no modo de operação de quatro quadrantes e garante o bom funcionamento do sistema de tração do trem. No campo da distribuição de energia de comunicação, o barramento laminado para distribuição de energia de telecomunicações é integrado ao sistema de distribuição de energia de -48V DC, substituindo os chicotes de fios tradicionais por um design compacto empilhado, que não apenas reduz as perdas na linha, mas também melhora a utilização do espaço e a dissipação de calor no gabinete. No sistema de controle de iluminação de palco, o barramento laminado para montagem de PDA A Hit In Stage Lighting Systems conta com sua alta confiabilidade e capacidade de transmissão de corrente de resposta rápida para atender aos rigorosos requisitos para componentes de distribuição de energia de equipamentos de iluminação de palco para operações frequentes de inicialização, parada e escurecimento.

O sistema de material do barramento laminado inclui principalmente três partes: material da camada condutora, material da camada isolante e material de tratamento de superfície. A seleção dos materiais determina diretamente a capacidade de carga de corrente, o desempenho do isolamento, o nível de resistência à temperatura e a adaptabilidade ambiental do produto. O material da camada condutora é geralmente feito de cobre de alta condutividade (grau T2 ou TU1), cuja condutividade não é inferior a 98% IACS, e a faixa de espessura é geralmente de 0,8 mm a 6,0 mm, que é selecionada de acordo com a corrente nominal. Para aplicações de transporte ferroviário, como barramento composto para módulo de alimentação de quatro quadrantes de fonte de alimentação de trem, devido à exposição-de longo prazo a ambientes de vibração e impacto, o alongamento dos materiais de cobre deve ser superior a 30% para garantir que a fratura frágil não ocorra sob estresse mecânico.

Para produtos miniaturizados em barramento laminado para alimentação CC IGBT compacta, uma solução de camada condutora composta com núcleo de alumínio e revestimento de cobre é às vezes usada para reduzir o peso enquanto mantém a soldabilidade da superfície. O material da camada de isolamento geralmente usa filme de poliéster-retardador de chama (PET), filme de poliimida (PI) ou tecido de vidro epóxi (FR-4). O filme de poliimida tem excelente resistência a altas temperaturas e pode funcionar por um longo tempo na faixa de -40 graus a +150 graus. É adequado para o ambiente de trabalho com ampla faixa de temperatura que pode ser enfrentado em aplicações de veículos industriais, como barramento laminado DC e AC para empilhadeiras. Para barramento laminado para dispositivos de teste de imagens médicas, o material de isolamento também precisa atender às propriedades de baixa emissão de gases e resistência à radiação para cumprir os padrões de segurança de dispositivos médicos.

O processo de fabricação de barramentos laminados envolve múltiplos elos como estampagem, laminação de isolamento, laminação térmica, dobramento e tratamento de superfície. O nível de controle do processo em cada link determina diretamente o desempenho elétrico e a confiabilidade mecânica do produto. No processo de estampagem e conformação, a barra de cobre condutora é perfurada com precisão para formar o contorno externo e os orifícios de conexão internos. A seção perfurada deve ser lisa e-sem rebarbas. Para a superfície de contato do conector ou a superfície de contato do pino do módulo de potência, a altura da rebarba deve ser controlada abaixo de 0,05 mm para evitar mau contato ou descarga parcial. Para produtos de grande-tamanho, como barramento composto para módulo de alimentação de quatro quadrantes de fonte de alimentação de trem, o recozimento de alívio de tensão é necessário após a estampagem para eliminar a tensão interna gerada durante o trabalho a frio e evitar empenamento durante a prensagem a quente subsequente. A laminação de isolamento é o processo central dos barramentos laminados. De acordo com a sequência de empilhamento projetada, barras de cobre condutoras e filmes isolantes são empilhados alternadamente. Os filmes isolantes geralmente são pré--revestidos com adesivo hot melt em um ou ambos os lados para obter adesão durante o processo de prensagem a quente.

A precisão do empilhamento requer que o desvio de posicionamento entre cada camada não exceda ±0,1 mm para garantir que os orifícios de conexão estejam alinhados com precisão entre as diferentes camadas de cobre. O processo de-prensagem a quente é realizado em uma máquina de prensagem-a quente a vácuo. A temperatura de aquecimento, a pressão e o tempo de retenção precisam ser ajustados com precisão de acordo com as propriedades termoendurecíveis do filme isolante. Para barramento laminado para dispositivo de teste de imagens médicas, o processo de-prensagem a quente também precisa ser realizado em um ambiente limpo para evitar que inclusões de partículas causem uma diminuição na tensão suportável do isolamento. Após a prensagem a quente, o barramento laminado precisa passar por testes de tensão suportável de isolamento e testes de descarga parcial para verificar a integridade do isolamento intercalar. O processo de conformação por flexão é usado para processar o barramento laminado plano em um formato tri-dimensional que se adapta ao espaço de instalação. O raio de curvatura deve ser estritamente controlado durante a dobra para evitar que a barra de cobre externa seja muito fina devido ao estiramento ou que a barra de cobre interna fique enrugada devido à compressão. A camada de isolamento na curva não deve rachar ou descascar.

A aplicação de barramentos laminados há muito transcendeu o campo único dos conversores de frequência e penetrou amplamente em vários cenários-de alta potência:

Em conversores de frequência industriais, o barramento laminado para inversor de frequência conecta a ponte retificadora, os capacitores e o módulo inversor, garantindo a operação eficiente do acionamento do motor. Para ambientes de mineração com requisitos extremamente altos à prova de explosão-, o barramento-laminado alto para inversores à prova de explosão de tensão-fornece garantia de segurança indispensável. No campo de veículos de novas energias, o barramento do capacitor de filme metalizado de alta condutividade térmica para sistemas de controle de EV é um componente central do controlador do motor, responsável pela transferência eficiente de energia da bateria para o inversor. Da mesma forma, no trânsito ferroviário, o barramento inversor para tráfego ferroviário e o barramento de energia da locomotiva de transporte suportam enormes picos de corrente e vibrações mecânicas; a sua fiabilidade afecta directamente a operação segura dos comboios.

Com o crescimento explosivo do poder da computação, os requisitos de densidade de potência para fontes de alimentação de servidores estão se tornando cada vez mais rigorosos. Barramentos laminados para placas de circuito ou backplanes de supercomputadores e backplanes de roteadores de Internet, com seu tamanho compacto e impedância extremamente baixa, resolvem os desafios de dissipação de calor e cabeamento em racks de alta-densidade. Além disso, barramentos laminados para distribuição de energia da estação base celular também desempenham um papel crucial na implantação do 5G.Em sistemas de fonte de alimentação ininterrupta (UPS), o barramento do sistema de fonte de alimentação ininterrupta garante{{0}latência zero e alta confiabilidade durante a comutação de energia. Em equipamentos médicos-de última geração, barramentos laminados para dispositivos de teste de imagens médicas, com baixo ruído e alta estabilidade, garantem clareza de imagem.

Enfrentando os rigorosos desafios de baixa indutância e alta densidade de potência em conversores de alta-potência, temos o compromisso de fornecer a você uma solução abrangentebarramento laminado em conversor de alta potência, da otimização estrutural ao gerenciamento térmico. Não hesite em contactar-nos para obter suporte técnico profissional.