Popularizarea cunoștințelor industriei de bare colectoare laminate

 

Bara colectoare laminată este o componentă de conexiune electrică cu structură compozită multistrat integrată, formată prin laminarea alternativă a mai multor straturi de materiale conductoare și materiale izolante și apoi solidificarea lor prin presare la cald la temperatură ridicată și presiune înaltă. Din punct de vedere structural, este similar cu o „autostradă” într-un sistem de distribuție a energiei, integrând mai multe terminale de alimentare și noduri de intrare și ieșire într-o unitate plată, compactă, cu căi de impedanță -scăzută. Valoarea de bază a barei colectoare laminate este că prin cuplarea strânsă a straturilor conductoare adiacente, inductanța parazită în buclă poate fi redusă semnificativ - acest parametru este adesea la fel de mare ca sute de nanohenries în cablajele tradiționale de sârmă, dar poate fi redus la ordinul de la zece până la zeci de nanohenries în designul optimizat al barei laminate. Reducerea inductanței parazite suprimă în mod direct tensiunea de vârf generată de dispozitivele de putere, cum ar fi IGBT și MOSFET, în timpul opririi cu viteză mare de-viteză-, protejând astfel în mod eficient dispozitivele semiconductoare de putere împotriva riscului de defecțiune a supratensiunii. În același timp, contactul strâns dintre stratul conductor și stratul izolator va forma o capacitate distribuită în mod natural între conductoarele adiacente.

 

Deși această capacitate distribuită este mică (de obicei, câteva sute de picofaradi la câteva nanofaradi), ea ajută la filtrarea zgomotului în mod obișnuit în scenariile de comutare cu frecvență înaltă-și îmbunătățește capacitatea sistemului de interferențe anti-electromagnetice-. În plus, barele colectoare laminate au, de asemenea, caracteristici tipice, cum ar fi performanța electrică repetabilă (consistență ridicată a lotului), impedanță AC scăzută (mai ales avantaje evidente în mediile armonice de-frecvență înaltă), conductivitate termică bună (structura plată poate fi potrivită pe suprafața radiatorului) și instalare simplă și rapidă (reduce numărul de contacte și sarcina de strângere a șuruburilor). În general, barele colectoare laminate reprezintă o alternativă sistematică la metodele tradiționale de cablare, care sunt greoaie, consumă timp-și predispuse la erori de cablare. Sunt potrivite în special pentru sistemele electronice de putere moderne cu densitate de putere în creștere. În proiectarea structurilor compozite multi-strat, grosimea, lățimea și grosimea stratului de izolație ale fiecărui strat de conductori trebuie să fie calculate cu atenție pe baza nivelului de tensiune, a valorii efective a curentului și a frecvenței de comutare pentru a asigura o distribuție uniformă a câmpului electric și o temperatură controlabilă a punctului fierbinte.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Miezul barei colectoare laminate constă în laminarea alternativă precisă a straturilor conductoare și a straturilor izolatoare. Toleranța de grosime a fiecărui strat de material conductiv (cupru sau aluminiu) este controlată cu ± 0,05 mm pentru a asigura o distribuție uniformă a densității curentului. În barele colectoare laminate cu mai multe straturi, grosimea stratului de izolație dintre straturile conductoare adiacente nu este fixă, ci este proiectată diferit în funcție de diferența de tensiune: de exemplu, grosimea stratului de izolație dintre barele colectoare DC pozitive și negative este de obicei de 0,2-0,5 mm, în timp ce grosimea barei de izolație DC și 0,5 mm poate fi crescută între stratul de izolație DC și masă. pentru a îndeplini cerințele mai mari de tensiune de rezistență. Designul formei stratului conductor include, de asemenea, o mulțime de detalii: pentru a reduce concentrația locală a câmpului electric, toate colțurile ascuțite ale stratului conductor trebuie să fie rotunjite, cu o rază tipică de cel puțin 1,5 mm; în zonele în care sunt necesare terminale de sudură sau sertizare, stratul conductor va fi îngroșat sau întărit local pentru a preveni deformarea folia de cupru de la solicitarea mecanică. După ce structura compozită cu mai multe-strat este laminată, consistența totală a grosimii este controlată cu ±0,1 mm. Acest indicator afectează direct asamblarea barei colectoare în șasiu.

 

Tratamentul marginilor este un detaliu cheie care determină rezistența la mediu și fiabilitatea{0}}pe termen lung a barei colectoare laminate. Pentru structurile cu margini deschise, suprafața de tăiere va expune interfața stratificată dintre stratul conductor și stratul izolator. Este necesar un proces de frezare sau măcinare de precizie pentru a îndepărta bavurile adezive care se revarsă din presa fierbinte și pentru a face marginile tuturor straturilor să se îndrepte cu o abatere de cel mult 0,2 mm. Pentru structurile de etanșare-de margini, adezivul de etanșare-de margini trebuie să acopere complet toate interfețele expuse dintre stratul conductor și stratul izolator. Lățimea-de etanșare a marginii este de obicei de 3–8 mm, iar grosimea-de etanșare a marginii este de aproximativ 0,3–0,8 mm. Metodele de aplicare a adezivului de etanșare a marginilor includ pulverizarea automată, acoperirea prin scufundare sau serigrafie. După aplicare, trebuie să fie pre-întărit la 60-80 de grade timp de 30 de minute, apoi să fie întărit complet la 120-150 de grade timp de 1-2 ore. Structura de tip ghiveci este mai complexă: întreaga bară laminată este plasată într-o matriță de precizie, iar poliuretanul bicomponent sau rășina epoxidică este injectată în condiții de vid (grad de vid Mai mic sau egal cu 1mbar) pentru a elimina complet bulele de aer. Grosimea stratului de ghiveci este în general de 2–5 mm și atinge un nivel de protecție de IP54 sau mai mult după întărirea completă. O secțiune calificată de etanșare a marginilor observată la microscop nu trebuie să aibă pori vizibili, fără delaminare, fără fisuri și fără spațiu de separare între materialul de etanșare a marginilor și filmul izolator.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Procesul de fabricație al barelor colectoare laminate implică procese multiple de prelucrare de precizie și presare la cald. Standardele de control al parametrilor de proces și de inspecție a procesului ale fiecărei legături vor afecta în mod direct siguranța electrică, rezistența mecanică și fiabilitatea -funcționării pe termen lung a produsului final. Următoarele sunt detaliate unul câte unul în ordinea fluxului tipic de proces: În primul rând, materiile prime sunt inspectate la sosire. Materialele de cupru sau aluminiu din stratul conductiv trebuie măsurate pentru toleranța la grosime (de obicei în ± 0,05 mm), starea de duritate și finisarea suprafeței (fără zgârieturi, pete de ulei, pete de oxidare). Filmele izolatoare trebuie testate aleatoriu pentru grosime, rezistență dielectrică și contracție termică, iar filmele adezive trebuie verificate pentru datele de valabilitate și rezistența de lipire a piesei de testare. În al doilea rând, stratul conductor este tăiat și format. După grafica de proiectare, pot fi utilizate procese de tăiere cu laser (de înaltă precizie, fără bavuri, potrivite pentru loturi mici sau forme complexe), ștanțare CNC (eficiență ridicată, potrivită pentru producția de masă) sau gravare chimică de precizie (potrivită pentru foi de cupru extrem de subțiri, fără solicitări mecanice). Stratul conductiv tăiat trebuie debavurat (periere cu role, lustruire magnetică sau debavurare cu apă la presiune înaltă-) pentru a preveni pătrunderea bavurilor ascuțite în stratul izolator adiacent. Pentru straturile conductoare care trebuie îndoite, matrițe speciale trebuie folosite pe o mașină de îndoit pentru a le forma în succesiune. Raza de îndoire este în general nu mai mică de 1,5 ori grosimea materialului pentru a evita fisurarea materialului de cupru.

 

În al treilea rând, tratarea suprafeței. Stratul conductiv de cupru este de obicei staniat (sudurabilitate bună, cost moderat), nichelat (rezistent la uzură, rezistent la temperatură ridicată, potrivit pentru lipirea sau sertizarea terminalelor) sau placat cu argint (conductivitate optimă, potrivită pentru frecvențe extrem de înalte sau rezistență de contact extrem de scăzută). Stratul conductor de aluminiu este anodizat (pentru a forma un film de oxid izolator) sau pulverizat cu pulbere izolatoare. După terminarea tratamentului de suprafață, sunt necesare teste de aderență și inspecție prin sondaj de rezistență la contact. În al patrulea rând, pregătiți stratul de izolație. Filmul izolator este tăiat cu precizie (cu laser sau cu matriță) în funcție de forma proiectată, acordând atenție la îndepărtarea materialului din orificiile de poziționare și din zonele de trecere-terminale. Filmul adeziv este, de asemenea, tăiat și pre{13}}fixat pe suprafața stratului conductor sau izolator. În barele colectoare stivuite cu mai multe-strat, grosimea stratului de izolație poate fi diferită în diferite zone, care trebuie să fie strict distinse în timpul pregătirii stivei. În al cincilea rând, ansamblu stratificat. Conform tabelului de secvență de stivuire, așezați alternativ stratul conductor, stratul izolator, filmul adeziv și dispozitivul de poziționare în matrița de presare la cald și asigurați-vă că pozițiile terminalelor, găurile de poziționare și știfturile matriței sunt aliniate unul câte unul. Acest pas necesită un mediu relativ curat (se recomandă o cameră curată de clasa 10.000 sau o hotă locală cu flux laminar de clasa 100) pentru a preveni căderea particulelor de praf între straturile de izolație și să provoace descărcarea parțială.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cu densitatea sa mare de putere, structura compactă, caracteristicile de impedanță scăzută și fiabilitatea excelentă-pe termen lung, barele colectoare laminate au fost utilizate pe scară largă în multe industrii cu cerințe ridicate privind performanța electrică, utilizarea spațiului și adaptabilitatea mediului. În domeniul transporturilor, barele colectoare laminate sunt utilizate pe scară largă în circuitele principale ale convertoarelor de tracțiune pentru tranzit feroviar, sistemele electronice de control ale vehiculelor cu energie nouă (inclusiv controlere de motoare, cutii de distribuție a sistemului de management al bateriilor și încărcătoare de bord), unități de alimentare auxiliare ale tramvaielor și bare de alimentare din locomotivele de tracțiune. Aceste aplicații se confruntă în general cu vibrații severe, intervale largi de temperatură (-40 până la 85 de grade sau chiar mai mari), cicluri termice frecvente și medii puternice de interferență electromagnetică. Structura compozită multistrat a barei colectoare laminate poate rezista în mod eficient la condițiile dure de mai sus și, în același timp, poate îmbunătăți stabilitatea de control a sistemului de tracțiune prin reducerea inductanței parazite.

 

În ceea ce privește conversia energiei, barele colectoare laminate sunt potrivite pentru conexiunile DC-laterale și AC-laterale ale invertoarelor solare fotovoltaice, modulelor de putere-parte a mașinii și rețelei-laterale ale convertoarelor de energie eoliană, unităților de convergență a grupului de baterii ale sistemelor de stocare a energiei și sistemelor de distribuție cu magistrală DC ale invertoarelor industriale. Pe măsură ce sistemele de energie fotovoltaică și eoliană se dezvoltă către niveluri de tensiune mai ridicate (1500 V DC) și o putere mai mare a unei-mașini, avantajul de impedanță scăzută- al barelor colectoare laminate devine din ce în ce mai evident, ceea ce poate reduce semnificativ pierderile de linie și poate îmbunătăți eficiența generală a sistemului. În industria comunicațiilor și a calculatoarelor, sistemul de distribuție a energiei de -48V al stațiilor de bază de comunicații, panoul de distribuție al serverelor mari de centre de date, interconectarea backplane a routerelor de bază ale rețelei și echipamentele de testare a imagisticii medicale (cum ar fi modulul de putere de-înaltă tensiune al părții rotative CT și conexiunea de ieșire a gradientului de magistrală RMN) ca toate componentele cheie de conexiune a barei de magistrală RMN folosesc ca amplificator cheie. Designul lor compact eliberează spațiu de instalare intern valoros, asigurând în același timp transmisie de semnal și putere de înaltă fiabilitate.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pe bazaBara de bus mainframedesene structurale, tabelele parametrilor electrici, gradele de mediu și cerințele de certificare furnizate de clienți, putem finaliza dezvoltarea la cheie și livrarea loturilor de la selectarea metodei de tratare a marginilor, compararea și recomandarea materialului de peliculă izolatoare, depanarea parametrilor procesului de presare la cald până la un set complet de teste electrice, ajutând clienții să obțină rate scăzute de eșec, aspect compact și funcționare fiabilă-pe termen lung în integrarea{1} sistemelor.