Schlüsseltechnologien zur Verbesserung der Leistungsdichte: Analyse des Branchenwissens über laminierte Stromschienen

Mit der rasanten Entwicklung neuer Energiefahrzeuge, Energiespeichersysteme, Industriewandler und leistungselektronischer Hochfrequenzgeräte können herkömmliche Kupfer-Sammelschienenstrukturen die Anforderungen an hohe Leistungsdichte, Miniaturisierung und geringe Verluste nicht mehr erfüllen. Vor diesem Hintergrund haben sich laminierte Stromschienen nach und nach zu einem wichtigen Bestandteil moderner Stromanschlusssysteme entwickelt. Als integrierte leitende Verbindungslösung erreicht es eine geringe parasitäre Induktivität, eine hohe Strombelastbarkeit und eine hervorragende elektromagnetische Verträglichkeit durch die Verbundlaminierung mehrerer Leiter und Isoliermaterialien und wird häufig in Hochfrequenz-, Hochspannungs- und Hochstromszenarien eingesetzt.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Laminierte Stromschienen sind im Wesentlichen mehrschichtige Verbindungsschienen mit Verbundstruktur, die typischerweise aus abwechselnden Schichten von Kupfer- oder Aluminiumleitern und Isoliermedien bestehen. Im Vergleich zu herkömmlichen diskreten Kupfer-Sammelschienenstrukturen können sie auf begrenztem Raum ein rationelleres Strompfaddesign erreichen und so die Effizienz und Stabilität des Gesamtsystems verbessern. Moderne leistungselektronische Systeme stellen immer höhere Anforderungen an niedrige Induktivität, schnelles Schalten und Wärmemanagement. Daher sind laminierte Sammelschienen mit niedriger-Induktivität zu einer wichtigen Wahl für leistungsstarke Konvertergeräte geworden.

 

Strukturell können laminierte Stromschienen als zweischichtige, dreischichtige oder sogar mehrschichtige Strukturen konzipiert werden, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen. Dreischichtige laminierte Stromschienen werden besonders häufig in neuen Energiewechselrichtern und Energiespeicher-PCS-Systemen verwendet. Durch die dichte Aneinanderreihung der positiven und negativen Elektroden wird die Schleifenfläche effektiv verkleinert, wodurch sich die Magnetfelder gegenseitig aufheben und so die parasitäre Induktivität erheblich reduziert wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Kupfer-Sammelschienensystemen kann die Induktivität auf etwa ein -Zehntel der ursprünglichen Lösung reduziert werden, was für den stabilen Betrieb von Hochfrequenz-SiC-Geräten und IGBT-Modulen von entscheidender Bedeutung ist.

 

In elektronischen Hochleistungssystemen sind Schaltgeräte beim Betrieb mit hohen Geschwindigkeiten anfällig für Spannungsspitzen und EMI-Störungen. Durch den Einsatz laminierter Sammelschienen in Hochleistungswandlern kann dieses Problem wirksam gemildert werden. Aufgrund des extrem geringen Abstands zwischen den Leiterschichten können sich die durch die Schleifenströme erzeugten Magnetfelder gegenseitig aufheben, wodurch Abstrahlgeräusche und Schaltverluste reduziert werden. Diese Eigenschaft mit niedriger -Induktivität verbessert nicht nur die Systemzuverlässigkeit, sondern trägt auch dazu bei, die Größe von Filtern und Kühlkörpern zu reduzieren und so die Leistungsdichte der Geräte weiter zu erhöhen.

 

Mit der großflächigen Anwendung von Siliziumkarbid-Geräten wächst die Nachfrage nach maßgeschneiderten laminierten Stromschienen für IGBTs und laminierten IGBT-Stromschienen weiter. Für IGBT-Module gelten extrem hohe Anforderungen an eine gleichmäßige Stromverteilung und Verbindungen mit geringer -Induktivität. Durch laminierte Strukturen können Strompfade optimiert und lokale Hotspots reduziert werden. Bei Topologien mit drei-Ebenen können laminierte Sammelschienen für Wechselrichter mit drei-Ebenen Spannungsschwankungen in der Mitte effektiv verbessern und die dynamische Reaktion des Systems verbessern, was sie für neue Energiewechselrichter und industrielle Frequenzumrichter wertvoll macht.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Die New-Energy-Fahrzeugindustrie ist einer der am schnellsten wachsenden Sektoren für die laminierte Stromschienentechnologie. Laminierte Stromschienen für Elektroautos werden häufig in elektrischen Antriebssystemen, Batteriepacks, OBCs und DC/DC-Modulen verwendet. Im Vergleich zu herkömmlichen Kabelbaumverbindungen reduzieren sie den Bauraum, verbessern die Leitfähigkeit und reduzieren das Gesamtgewicht des Fahrzeugs. Da sich Hochspannungsplattformen allmählich in Richtung 800 V und noch höherer Spannungen bewegen, werden an explosionsgeschützte Hochspannungs-Wechselrichter-Sammelschienen höhere Anforderungen an die Isolationsleistung, die Spannungsfestigkeit und die thermische Stabilität gestellt. laminierte Strukturen erfüllen diese komplexen Betriebsbedingungen besser.

 

Auch in den Bereichen Energiespeicherung und Stromversorgung (unterbrechungsfreie Stromversorgung) sind Systemsammelschienen und laminierte Strukturen weit verbreitet. USV-Systeme stellen extrem hohe Anforderungen an die Stabilität der Stromversorgung und eine verlustarme Leistung. Laminierte Sammelschienen können den Temperaturanstieg im System reduzieren, die Effizienz der Energieübertragung verbessern und die langfristige Betriebszuverlässigkeit von Geräten verbessern. Darüber hinaus ersetzen bei Kommunikationsgeräten laminierte Sammelschienen für die Telekommunikationsstromverteilung und laminierte Sammelschienen für Internet-Router-Backplanes nach und nach herkömmliche Kabelverbindungslösungen, um den Platzbedarf von Schränken mit hoher -Dichte zu erfüllen.

 

Auch der Schienenverkehr ist ein wichtiger Anwendungsbereich für laminierte Stromschienen. Laminierte Sammelschienen und zusammengesetzte Sammelschienen von Subway für die Stromversorgung von Zügen, Vier-{1}Quadranten-Leistungsmodule werden häufig in Bahnstromversorgungssystemen und Vier-{2}Quadranten-Umrichtermodulen verwendet. Da Schienenverkehrssysteme starken Vibrationen, hohen Strömen und komplexen elektromagnetischen Umgebungen ausgesetzt sind, sind die Stabilitätsanforderungen an das Verbindungssystem extrem hoch. Laminierte Sammelschienen verbessern nicht nur die Vibrationsfestigkeit, sondern verringern auch die EMV-Risiken des Systems und erhöhen die allgemeine Zuverlässigkeit der Stromversorgung.

 

Neben Industrie- und neuen Energiefeldern werden laminierte Stromschienen zunehmend auch in High-End-Bereichen wie medizinischen Geräten, Bühnenbeleuchtung und Rechenzentren eingesetzt. Beispielsweise erfüllen laminierte Stromschienen für medizinische Bildgebungstestgeräte die Anforderungen an geringes Rauschen und hohe Stabilität von medizinischen Bildgebungsgeräten; laminierte Stromschienen für die Stromverteilung im Rack-sind für Server-Rack-Stromversorgungssysteme mit hoher-Dichte geeignet; und laminierte Stromschienen für die PDA-Montage (ein Hit-im-Bühnenbeleuchtungssystem) werden zunehmend in Hochfrequenz-Stromversorgungsmodulen für Bühnenbeleuchtungsgeräte verwendet.

 

Aus fertigungstechnischer Sicht werden laminierte Stromschienen typischerweise mithilfe von Verfahren wie Vakuum-Heißpressen, Laminieren oder Formen hergestellt. Als Isoliermaterialien werden häufig hochisolierende Materialien wie Polyimid, PET und Epoxidharz verwendet, um Spannungsfestigkeit und thermische Stabilität während des Langzeitbetriebs zu gewährleisten. Bei komplexen räumlichen Anordnungen können teilweise laminierte Sammelschienen in lokalisierten Bereichen eine laminierte Struktur nutzen, wodurch Installationsflexibilität mit geringer Induktivitätsleistung in Einklang gebracht wird, wodurch sie für spezielle Szenarien wie laminierte Sammelschienen für komplexe Sammelschieneninstallationen geeignet sind.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Während des Designprozesses optimieren Ingenieure das Design in der Regel unter Berücksichtigung der Stromkapazität, der Temperaturanstiegsanforderungen, des Isolationsabstands und der EMV-Leistung. Eine gut-geplante Leiteranordnung reduziert nicht nur Systemverluste, sondern verbessert auch die Effizienz der Wärmeableitung. Da laminierte Stromschienen Leitfähigkeit und strukturelle Unterstützung vereinen, werden sie als laminierte Stromschienen und passive elektronische Komponenten klassifiziert und spielen in modernen, hochintegrierten Energiesystemen eine immer wichtigere Rolle.

 

Gesamt,laminierte SammelschieneDie Technologie treibt die Entwicklung leistungselektronischer Geräte hin zu höherer Leistungsdichte, geringeren Verlusten und kleinerer Größe voran. Mit der kontinuierlichen Modernisierung der neuen Energie-, Energiespeicher-, Schienenverkehrs- und High-End-Fertigungsindustrien werden laminierte Stromschienen in zukünftigen Hochspannungs-, Hochfrequenz- und hochintegrierten Stromversorgungssystemen eine noch wichtigere Rolle spielen und sich nach und nach zu einer grundlegenden Komponente für die moderne Stromübertragung und Stromverbindung entwickeln.