تجزیه و تحلیل ویژگی‌های ساختاری و کاربردهای اتصال قدرت چند دامنه‌ای -شیشه‌های مرکب کم تلفات

به عنوان یک ساختار رسانا حیاتی در الکترونیک قدرت مدرن، شین‌های مرکب (شینه‌های چند لایه) به یک راه‌حل اصلی برای کاربردهای-قدرت-با چگالی و فرکانس بالا- تبدیل شده‌اند. مزایای آنها-مخصوصاً امپدانس پایین و پارامترهای انگلی کم-در سیستم‌هایی که از نیمه‌رساناهای توان فرکانس بالا استفاده می‌کنند (مانند برنامه‌های مبتنی بر SiC-) مشخص است. آنها به طور قابل توجهی تلفات کلی سوئیچینگ را کاهش می دهند و کارایی سیستم را افزایش می دهند. آنها همچنین معمولاً در معماری‌های{9}توزیع توان با قابلیت اطمینان بالا، مانند معماری‌های موجود در واحدهای توزیع برق (PDU) استفاده می‌شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با توجه به ترکیب مواد، شینه‌های کامپوزیت معمولاً با لایه‌بندی متناوب لایه‌های فلزی بسیار رسانا با لایه‌های دی الکتریک عایق با کارآیی بالا تشکیل می‌شوند. لایه‌های رسانا اغلب از مس-با خلوص بالا استفاده می‌کنند. در برخی از طرح‌های{3}}با قابلیت اطمینان بالا، از مس بدون آبکاری برای به حداقل رساندن مقاومت رابط و خطر مهاجرت الکتروشیمیایی استفاده می‌شود. لایه‌های عایق ممکن است از فیلم‌های پلی‌آمید یا دی‌الکتریک‌های کامپوزیت مهندسی (مانند کاغذ عایق PET) تشکیل شده باشند که در عین حال پایداری کلی و مقاومت حرارتی سازه را افزایش می‌دهند.

 

از منظر مکانیزم های الکترومغناطیسی و تلفات حرارتی، این شینه ها از ساختارهای موازی مسطح و چند لایه برای کاهش قابل توجه اندوکتانس انگلی و مقاومت AC استفاده می کنند. در سیستم‌های درایو موتور-مانند درایوهای فرکانس متغیر (VFD) و کنترل‌کننده‌های موتور-به‌طور مؤثری افزایش‌های ولتاژ و تلفات جریان در گردش ناشی از سوئیچینگ فرکانس بالا را سرکوب می‌کنند. در سیستم‌های منبع تغذیه بدون وقفه (UPS)، ویژگی‌های امپدانس پایین آنها به بهبود راندمان تبدیل انرژی و کاهش مشکلات مربوط به تمرکز حرارت موضعی کمک می‌کند.

 

در زمینه‌های-محاسبات سطح بالا و زیرساخت‌های مخابراتی، کاربرد گذرگاه‌های مرکب به معماری‌های توان با چگالی بالا-مثلاً برای بردهای مدار ابررایانه‌ای، صفحات پشتی، و صفحات پشتی توزیع برق در سرورها و تجهیزات محاسباتی گسترش یافته است. در تجهیزات مخابراتی، مانند سیستم‌های توزیع نیرو برای ایستگاه‌های پایه سلولی و زیرساخت‌های مخابراتی، طراحی پارامترهای کم-انگلی- آنها به افزایش پایداری سیگنال و ارائه توان ثابت کمک می‌کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در قلمرو تجهیزات شبکه، این اجزا به طور گسترده در شین‌های چند لایه برای توزیع برق پشتی روتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، و از تحویل توان پایدار برای سیستم‌های سوئیچینگ و مسیریابی با تراکم بالا- اطمینان حاصل می‌کنند.

 

در سیستم‌های پیچیده‌تر صنعتی و انرژی، چنین ساختارهایی در حمل‌ونقل ریلی و سناریوهای تبدیل انرژی چندگانه-مانند شین‌های مرکب برای منبع تغذیه قطار و چهار-ماژول برق چهارگانه{3}}برای تحمل شرایطی که شامل ارتعاش بالا و بازخورد{4} قدرت بالا می‌شوند، استفاده می‌شوند.

 

در اتوماسیون صنعتی و ادغام تجهیزات، آنها معمولاً در واحدهای توزیع برق رک- یافت می‌شوند، در حالی که طراحی‌های قدرت فشرده و بسیار قابل اعتماد را در تجهیزات تخصصی مانند سیستم‌های روشنایی صحنه ممکن می‌سازند.

 

همانطور که فناوری الکترونیک قدرت به سمت فرکانس های بالاتر و یکپارچگی بیشتر تکامل می یابد، ساختارشینه های کامپوزیتهمچنان بهینه سازی می شود و به طور مداوم دامنه برنامه های خود را گسترش می دهد. آنها ارزش قابل توجهی را در-معماری‌های سطح قدرت سیستم-از توزیع برق سنتی تا سیستم‌های محاسباتی و ارتباطی پیشرفته-از خود نشان می‌دهند و مزایای مهندسی آن‌ها باعث تکامل شبکه‌های انتقال توان کارآمد می‌شود.