راهنمای طراحی شینه چند لایه: به حداقل رساندن اندوکتانس سرگردان در اینورترهای{0}قدرت بالا

شینه های چند لایه اندوکتانس حلقه سوئیچینگ اینورتر را با ادغام هادی های مثبت و منفی در یک ساختار لایه ای فشرده با فاصله دی الکتریک کنترل شده کاهش می دهند. برای ماژول‌های قدرت SiC و IGBT، یک شینه چند لایه با مهندسی مناسب می‌تواند به اندوکتانس سرگردان کمتر از 10nH دست یابد، که باعث کاهش بیش از حد ولتاژ در هنگام سوئیچینگ فرکانس بالا می‌شود.

 

Xiamen Apollo Technology باسبارهای چند لایه سفارشی را با استفاده از مس خالص C1100، مهر زنی دقیق، جوشکاری انتشار مولکولی و فرآیندهای پرس داغ چند لایه تولید می کند. عملکرد الکتریکی از طریق بازرسی CMM، تست مقاومت دی الکتریک و مستندات سطح 3 PPAP برای کاربردهای خودرو و ذخیره انرژی تأیید می شود.

 

 

 

اینورترهای کششی مدرن و سیستم‌های تبدیل برق ESS به طور فزاینده‌ای از SiC MOSFET و ماژول‌های{0}}سرعت بالا IGBT استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها در فرکانس‌های بالاتر با زمان‌های خیز کوتاه‌تر سوئیچ می‌کنند، که باعث می‌شود اندوکتانس انگلی در ساختار پیوند DC به یک عامل مستقیم تأثیرگذار بر افزایش ولتاژ و قابلیت اطمینان نیمه‌رسانا تبدیل شود.

 

رابطه بین اندوکتانس سرگردان و اضافه شدن ولتاژ سوئیچینگ به شرح زیر است:

ΔV=L × di/dt

کجا:

بیش از حد ولتاژ ΔV =

L=اندوکتانس سرگردان حلقه جاری

di/dt=نرخ تعویض فعلی

برای یک اینورتر EV 800 ولت که با ماژول های SiC کار می کند:

 

پارامتر	باسبار معمولی	طراحی شینه چند لایه
اندوکتانس لینک DC	50-150nH	<10nH
فاصله هادی	5-15 میلی متر	لایه دی الکتریک 0.1-1 میلی متر
مسیر فعلی	نوارهای مثبت/منفی را از هم جدا کنید	ساختار لمینیت موازی
لغو میدان مغناطیسی	محدود	بهینه شده است
بیش از حد ولتاژ سوئیچینگ	بالاتر	کاهش یافته است

 

ساختار چند لایه، هادی های مثبت و منفی را در مجاورت یکدیگر قرار می دهد. جهت‌های جریان مخالف، میدان‌های مغناطیسی مخالف ایجاد می‌کنند، شار مغناطیسی خارجی را کاهش می‌دهند و اندوکتانس حلقه را کاهش می‌دهند.

 

1.1 اصل لغو میدان مغناطیسی با بهینه سازی لایه مس

طراحی شینه چند لایه به موارد زیر بستگی دارد:

انتخاب ضخامت مس

آرایش لایه ها

ضخامت دی الکتریک

موقعیت ترمینال

تقارن توزیع جریان

 

پارامترهای شینه چند لایه اینورتر EV معمولی:

مواد مس: C1100 مس الکترولیتی زمین سخت

رسانایی: بزرگتر یا مساوی 99% IACS

ضخامت مس: 0.5mm-5mm

تحمل صافی: کمتر یا مساوی 0.05 میلی متر

تحمل موقعیت ترمینال: ± 0.1 میلی متر

درمان سطح: آبکاری نیکل / آبکاری قلع

هندسه ناهموار رسانا، غلظت جریان موضعی ایجاد می کند و مقاومت و تداخل الکترومغناطیسی را افزایش می دهد.

 

 

 

مواد رسانا مستقیماً-قابلیت حمل جریان، عملکرد حرارتی و قابلیت اطمینان بلند مدت-را تعیین می‌کند.

 

برای کاربردهای اینورتر EV و ESS، مس خالص به دلیل هدایت الکتریکی بالاتر و گرمایش ژول کمتر ترجیح داده می شود.

 

دارایی مواد	C1100 مس خالص	برنجی C2680
محتوای مس	بزرگتر یا مساوی 99.90%	60-65%
رسانایی	بزرگتر یا مساوی 99% IACS	26-30٪ IACS
مقاومت	0.0172 Ω·mm²/m	بالاتر
هدایت حرارتی	~390 W/m·K	~120 W/m·K
کاربرد معمولی	باسبار برق، لینک DC اینورتر	پایانه های مکانیکی، کانکتورها
قابلیت حمل جریان	بالا	متوسط

 

مس C1100 برای موارد زیر انتخاب شده است:

باسبار بسته باتری EV

مجموعه های پیوند DC اینورتر SiC

اتصالات PCS ذخیره انرژی

ماژول های برق شمع شارژ

برنج C2680 عمدتاً در مواردی استفاده می شود که استحکام مکانیکی و عملکرد شکل دهی اولویت دارند.

 

2.1 مهر زنی دقیق و کنترل شکل دهی مطابق با الزامات IATF 16949

باسبارهای چند لایه با جریان بالا اغلب به هندسه پایانه پیچیده نیاز دارند، از جمله:

خمش 90 درجه
سوراخ های ترمینال
اسلات های موقعیت یابی
ساختارها-را فشار دهید
در{0}}نقاط پرچین

 

پارامترهای ساخت:

تحمل مهر زنی پیشرونده: ± 0.01 میلی متر
کنترل ارتفاع سوراخ: کمتر یا مساوی 10 درصد ضخامت مواد
نظارت بر عمر ابزار: بیشتر یا برابر با 500000 چرخه مهر زنی
بازرسی ابعادی CMM: 100٪ برای ابعاد بحرانی

در قالب پرچ کردن، چسباندن مکانیکی را در فرآیند مهر زنی ادغام می کند، تنوع مونتاژ را کاهش می دهد و قوام تولید را بهبود می بخشد.

 

درخواست ارزیابی و نقل قول رایگان DFM

 

 

لایه دی الکتریک قابلیت اطمینان عایق، استقامت حرارتی و پایداری مکانیکی شینه های چند لایه را تعیین می کند.

 

یک گذرگاه اینورتر{0}}با قدرت بالا باید عملکرد عایق را در موارد زیر حفظ کند:

چرخه حرارتی

سوئیچینگ ولتاژ بالا

ارتعاش مکانیکی

قرار گرفتن در معرض رطوبت

مواد عایق رایج:

 

مواد عایق	درجه بندی دما	قدرت دی الکتریک	برنامه معمولی
فیلم کاپتون پلی آمید	269 ​​درجه تا 400 درجه	>200 کیلو ولت بر میلی متر	اینورتر SiC مناطق دمای بالا
فیلم PET	-40 درجه تا 150 درجه	150-250 کیلو ولت بر میلی متر	ماژول های برق استاندارد EV
کاغذ نومکس	تا 220 درجه	مقاومت حرارتی بالا	ESS و سیستم های قدرت صنعتی

 

3.1 پوشش پودری اپوکسی در مقابل عایق فیلم برای شینه های چند لایه

 

پارامتر	پوشش پودری اپوکسی	فیلم پلی آمید/پت
ضخامت پوشش	100-500μm	25-125μm
قدرت دی الکتریک	>15 کیلو ولت بر میلی متر	>150 کیلو ولت بر میلی متر
مقاومت در برابر دما	120-180 درجه	150-400 درجه
کنترل ضخامت	متوسط	بالا
برنامه	قطعات سه بعدی پیچیده	سازه های چند لایه دقیق

 

برای شینه های چند لایه اینورتر EV، عایق لایه نازک فاصله دی الکتریک کمتری را فراهم می کند و عملکرد الکترومغناطیسی را بهبود می بخشد.

 

کنترل های کیفی مورد نیاز:

اندازه گیری ضخامت عایق

تست مقاومت در برابر ولتاژ بالا

تست تخلیه جزئی

تست چسبندگی

تست پیری حرارتی

 

استانداردهای اعتبارسنجی معمولی:

هماهنگی عایق IEC 60664

درجه شعله UL 94 V-0

تست محیط زیست خودرو ISO 16750

 

 

 

شینه‌های چند لایه چند لایه به پیوند حرارتی کنترل‌شده بین هادی‌های مسی و مواد عایق نیاز دارند.

 

توالی ساخت شامل:

برش و مهر زنی ورق مس

جداسازی و تمیز کردن سطح

درمان آبکاری

موقعیت یابی فیلم عایق

پرس گرم وکیوم

ماشینکاری ترمینال

بازرسی برق

 

4.1 پارامترهای فرآیند پرس داغ برای تولید درجه خودرو

پارامترهای تولید معمولی:

 

پارامتر فرآیند	محدوده کنترل
دما را فشار دهید	150-220 درجه
فشار فشار	2-8MPa
تحمل هم ترازی لایه	± 0.1 میلی متر
صافی	کمتر یا مساوی 0.05 میلی متر
استحکام پیوند	با توجه به مشخصات مواد
اعتبار سنجی تولید	PPAP سطح 3

 

کنترل ضعیف لمینیت ممکن است باعث شود:

تشکیل فضای خالی هوا

نقاط تخلیه جزئی

خرابی عایق

جابجایی لایه

پرس گرم خلاء هوای محبوس شده بین لایه های مس و دی الکتریک را حذف می کند و قابلیت اطمینان الکتریکی درازمدت را بهبود می بخشد.

 

 

پایانه‌های-جریان بالا به اتصالات مقاومت پایین- نیاز دارند که بتوانند چرخه حرارتی مکرر را مدیریت کنند.

روش های رایج اتصال شامل جوش لیزری و لحیم کاری نقره مقاومتی است.

 

روش جوشکاری	جوش لیزری مس-Al	لحیم کاری نقره ای مقاومتی
منطقه تحت تأثیر گرما-	کوچک	بزرگتر
قدرت مفصل	بالا	بالا
مقاومت الکتریکی	پایین	خیلی کم
سرعت تولید	بالا	متوسط
مواد مناسب	ترکیب مس، آلومینیوم	پایانه های مسی
نرم افزار خودرو	ماژول های باتری، پایانه های اینورتر	مجموعه‌های-تماس فعلی بالا

 

برای اتصالات مس-آلومینیوم:

پارامترهای جوش لیزری باید تخلخل را کنترل کنند

چگالی انرژی پرتو نیاز به بهینه سازی دارد

بازرسی مقطعی- مورد نیاز است

 

برای لحیم کاری نقره:

انتخاب آلیاژ لحیم کاری بر رسانایی تأثیر می گذارد

فاصله مشترک باید کنترل شود

کیفیت پیوند متالورژیکی نیاز به بازرسی میکروسکوپی دارد

 

تایید کیفیت شامل:

تجزیه و تحلیل مقطع جوش-

تست مقاومت کششی

اندازه گیری مقاومت الکتریکی

اعتبار سنجی چرخه حرارتی

 

 

 

شینه های چند لایه خودرو به فرآیندهای تولید کنترل شده از اعتبار سنجی نمونه اولیه تا تولید انبوه نیاز دارند.

Xiamen Apollo اعمال می شود:

 

6.1 بازرسی ابعادی با توجه به الزامات تحمل ± 0.01 میلی متر

 

تجهیزات بازرسی:

دستگاه اندازه گیری مختصات CMM

سیستم اندازه گیری نوری

ضخامت سنج

تستر زبری سطح

 

ابعاد بحرانی:

موقعیت سوراخ ترمینال

تراز لایه مس

ترخیص عایق

رابط نصب

 

6.2 تست برق و قابلیت اطمینان

 

قابلیت تست شامل:

 

مورد آزمایشی	استاندارد / الزامات
تست مقاومت دی الکتریک	>قابلیت عایق 15 کیلو ولت بر میلی متر
تست مقاومت DC	اندازه گیری سطح میکرو{0}اهمی
چرخه حرارتی	ISO 16750
نمک پاش	ISO 9227
تست فشار ترکیدگی	برای سازه های خنک کننده یکپارچه
اسناد PPAP	سطح 3

 

بسته با کیفیت شامل:

نمودار جریان فرآیند

PFMEA

طرح کنترل

MSA

داده های SPC

گواهی مواد

 

 

باسبارهای چند لایه اینورتر با توان بالا-به کنترل همزمان پارامترهای الکتریکی، حرارتی، مکانیکی و تولیدی نیاز دارند. ساختار اندوکتانس پایین زیر 10nH به تقارن رسانا، کنترل ضخامت دی الکتریک، انتخاب مواد مسی و فرآیندهای لایه بندی دقیق بستگی دارد.

 

Xiamen Apollo برای سیستم های تبدیل برق EV، ESS و فتوولتائیک فراهم می کندشینه چند لایه سفارشیتولید از تجزیه و تحلیل DFM، توسعه ابزار، مهر زنی، جوشکاری، لمینیت عایق، بازرسی و تحویل PPAP سطح 3.

 

 

1. زمان تحویل معمولی PPAP سطح 3 برای شینه های چند لایه سفارشی چقدر است؟

تحویل سطح 3 PPAP معمولاً به 4-8 هفته پس از تأیید ابزار، از جمله اعتبارسنجی ابعادی، تأیید مواد و مستندات تولید نیاز دارد.

 

2. آیا تولیدکنندگان شینه چند لایه می توانند عمر قالب را برای تولید خودرو تضمین کنند؟

بله قالب های مهر زنی پیشرونده با برنامه های نگهداری پیشگیرانه نظارت می شوند و معمولاً برای بیش از 500000 چرخه مهر زنی طراحی می شوند.

 

3. ضخامت عایق بر روی شینه های چند لایه چگونه آزمایش می شود؟

ضخامت عایق از طریق اندازه گیری ضخامت، تست مقاومت دی الکتریک و اعتبارسنجی عایق الکتریکی مطابق با استانداردهای IEC تأیید می شود.