تحلیل وضعیت فعلی توسعه و روندهای کاربردی صنعت شینه چند لایه

شینه‌های چند لایه، سازه‌های اتصال رسانا با کارایی بالا هستند که از چندین لایه هادی و مواد عایق ساخته شده‌اند. آنها معمولاً با ادغام شینه های مسی یا آلومینیومی با یک محیط عایق از طریق فرآیندهایی مانند پرس گرم و لمینیت تشکیل می شوند.

 

در مقایسه با راه‌حل‌های اتصال مهار سیم سنتی، شین‌های چند لایه اندوکتانس انگلی کمتر، توزیع جریان بهتر و عملکرد مدیریت حرارتی پایدارتری را ارائه می‌دهند که باعث می‌شود به طور گسترده در انرژی‌های جدید، الکترونیک قدرت، و سیستم‌های تبدیل توان بالا- استفاده شود. با افزایش روند ولتاژ بالا، فرکانس بالا و یکپارچه سازی سیستم، شین های چند لایه به تدریج به یک جزء کلیدی اتصال در دستگاه های الکترونیکی قدرت مدرن تبدیل شده اند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

از نظر ساختاری، شینه‌های نیمه لایه‌شده از طریق ترکیب رساناهای چندگانه و لایه‌های عایق، به یک طرح فشرده دست می‌یابند که به طور موثر تداخل الکترومغناطیسی را کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان سیستم را بهبود می‌بخشد. باسبارهای چند لایه سه لایه معمولاً در تجهیزات با توان متوسط- به{{3} بالا استفاده می‌شوند که از طریق قطب‌های مثبت و منفی و ساختار لایه محافظ میانی به طراحی اندوکتانس پایین دست می‌یابند و آنها را برای سناریوهای تبدیل توان با فرکانس بالا مناسب می‌سازد. با توجه به رسانایی بالا، امپدانس کم، اتلاف حرارت عالی و استفاده خوب از فضا، باس بارهای چند لایه، قطعات الکترونیکی غیرفعال، به تدریج جایگزین اتصالات کابلی سنتی شده‌اند و به بخش مهمی از تجهیزات الکترونیکی با قدرت بالا تبدیل شده‌اند.

 

در حال حاضر، استفاده از میله‌های اتوبوس چند لایه در صنعت انرژی‌های نو رشد ویژه‌ای را نشان می‌دهد. با توسعه سریع سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، اینورترهای فتوولتائیک، مبدل‌های انرژی باد، و سیستم‌های کنترل الکترونیکی خودروهای انرژی جدید، تقاضا برای باس بارهای چند لایه در مبدل‌های{1}قدرت بالا همچنان در حال افزایش است. در سیستم‌های تبدیل توان بالا، ویژگی‌های اندوکتانس پایین می‌توانند به طور موثری جهش‌های ولتاژ را سرکوب کنند، تلفات دستگاه را کاهش دهند، و پایداری عملیاتی ماژول‌های IGBT را بهبود بخشند. بنابراین، میله‌های اتوبوس چند لایه سفارشی برای IGBT و میله‌های اتوبوس چند لایه IGBT به محصولات حمایتی مهم در وسایل نقلیه انرژی جدید، سیستم‌های محرک الکتریکی و مبدل‌های ذخیره انرژی تبدیل شده‌اند.

 

بخش خودروهای انرژی جدید یکی از حوزه های کاربردی مهم برای میله های اتوبوس چند لایه است. با رایج شدن تدریجی پلتفرم‌های ولتاژ بالا-800 ولت، سیستم تقاضاهای بیشتری را برای دستگاه‌های اتصال ولتاژ بالا-به‌وجود می‌آورد. میله‌های اتوبوس چند لایه برای اتومبیل‌های الکتریکی می‌توانند به طور مؤثر اشغال فضا را کاهش دهند، یکپارچه‌سازی سیستم را بهبود بخشند، و پایداری حرارتی را در حین کار با جریان بالا{5}} بهبود بخشند. در کنترل‌کننده‌های درایو الکتریکی، OBC، مبدل‌های DC/DC، و سیستم‌های اتصال باتری، شین‌های کنترل‌کننده موتور به‌طور گسترده جایگزین راه‌حل‌های کابلی سنتی برای دستیابی به قابلیت‌های انتقال جریان بالا- پایدارتر شده‌اند.

 

علاوه بر وسایل نقلیه انرژی جدید، بازارهای تولید انرژی جدید و ذخیره انرژی نیز به محرک های مهم رشد شینه های چند لایه تبدیل شده اند. در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ و تجهیزات اینورتر فتوولتائیک، شینه‌های القایی پایین چند لایه می‌توانند به طور موثری اندوکتانس سرگردان را کاهش دهند، کارایی ماژول قدرت را بهبود بخشند و قابلیت اطمینان عملیاتی بلندمدت را افزایش دهند. مخصوصاً در برنامه‌های سوئیچینگ فرکانس بالا، شینه‌های چند لایه برای اینورترهای سه سطح- مسیرهای جریان را بهینه می‌کنند و هارمونیک‌ها و تلفات سوئیچینگ را کاهش می‌دهند، بنابراین به طور گسترده در سیستم‌های اینورتر با کارایی بالا استفاده می‌شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با ارتقای مداوم حمل و نقل ریلی، تجهیزات شبکه برق، و سیستم‌های برق صنعتی، تقاضا برای شینه‌های کامپوزیت برای ماژول‌های برق چهار{0}ربعی و شینه‌های چند لایه مترو نیز در حال افزایش است. سیستم‌های حمل‌ونقل ریلی دارای الزامات بالایی برای مقاومت در برابر لرزش، مقاومت در برابر حرارت بالا و پایداری عملیاتی طولانی‌مدت هستند و شین‌های چند لایه می‌توانند کارایی کلی منبع تغذیه و ایمنی سیستم را از طریق ساختار فشرده و طراحی امپدانس کم- بهبود بخشند. علاوه بر این، در UPS های صنعتی، تجهیزات توزیع برق و سیستم های منبع تغذیه سرور بزرگ، BusBar واحد توزیع برق و BusBar سیستم (منبع تغذیه بدون وقفه) به تدریج به راه حل های اصلی اتصال تبدیل می شوند.

 

در بخش‌های ارتباطات و مرکز داده، سیستم‌های منبع تغذیه{0}بالا نیز باعث رشد بازار شینه‌های چند لایه می‌شوند. از آنجایی که سرورها، ایستگاه‌های پایه محاسباتی با کارایی بالا و ارتباطات به طور فزاینده‌ای به بازده انرژی بیشتری نیاز دارند، میله‌های اتوبوس چند لایه برای بردهای مدار سوپرکامپیوتری یا هواپیماهای پشتی برای سیستم‌های صفحه پشتی منبع تغذیه با چگالی بالا برای کاهش تلفات خط و بهبود پایداری منبع تغذیه استفاده شده‌اند. به طور همزمان، میله‌های اتوبوس چند لایه برای توزیع برق ایستگاه پایه سلولی و میله‌های اتوبوس چند لایه برای توزیع هواپیمای پشتی روتر به طور گسترده در تجهیزات ارتباطی 5G، سیستم‌های تبادل داده و تجهیزات شبکه برای دستیابی به طرح‌های منبع تغذیه با چگالی بالا و انتقال جریان قابل اعتماد استفاده می‌شوند.

 

از منظر زنجیره صنعت، بالادست شینه‌های چند لایه عمدتاً شامل مس، آلومینیوم، فیلم‌های عایق، مواد رسانای حرارتی و مواد تصفیه سطحی است که در این میان نوسانات قیمت مس تأثیر قابل‌توجهی بر هزینه‌های صنعت دارد. فرآیند تولید میانی شامل فرآیندهایی مانند مهر زنی، برش لیزری، لمینیت، خمش، جوشکاری، کپسوله کردن عایق و تست عملکرد است. شرکت‌های تولیدی به طراحی ساختاری قوی و قابلیت‌های ماشینکاری دقیق نیاز دارند. کاربردهای پایین دستی زمینه های متعددی از جمله وسایل نقلیه انرژی جدید، سیستم های ذخیره انرژی، تجهیزات تبدیل برق صنعتی، حمل و نقل ریلی، شبکه های برق و تجهیزات ارتباطی را پوشش می دهند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در آینده، روند توسعه صنعت شینه چند لایه به طور عمده بر روی ولتاژ بالا، یکپارچگی بالا، قابلیت اطمینان بالا و طراحی سبک تمرکز خواهد کرد. از یک طرف، افزایش چگالی توان سیستم‌های انرژی جدید، نیازهای بیشتری را برای ایمنی و قابلیت‌های مقاومت در برابر ولتاژ انفجار ولتاژ بالا ایجاد می‌کند-شیشه‌های اینورتر مقاوم. از سوی دیگر، فشرده‌سازی مداوم فضای سیستم داخلی نیز توسعه شینه‌های چند لایه برای نصب شینه‌های پیچیده را به سمت فشردگی و مدولار بودن بیشتر سوق می‌دهد. در همان زمان، میله‌های اتصال ساختار مرکب چند لایه نیز به ساختارهای مرکب پیچیده‌تر ارتقا می‌یابند تا نیازهای یکپارچه‌سازی چند{4}}پلتفرم‌های قدرت مختلف را برآورده کنند.

 

به طور کلی،شینه چند لایهصنعت به تدریج از اجزای اتصال رسانای سنتی به راه‌حل‌های{0}}ارتباطات الکتریکی سطح سیستم تبدیل می‌شود. تمرکز آینده رقابت در بازار نه تنها بر قابلیت‌های تولید محصول، بلکه بر روی طراحی القایی پایین، مدیریت حرارتی بهینه، توسعه سفارشی‌شده سریع و قابلیت‌های تولید هوشمند خواهد بود. با گسترش مداوم انرژی‌های جدید، الکترونیک قدرت، و تولید تجهیزات پیشرفته، شین‌های چند لایه نقش فزاینده‌ای در زمینه‌های-قدرت،-بالا{6}}قابلیت اطمینان، و یکپارچگی{7} بالا خواهند داشت.