Lamine İnverter Baralar: Parazit Endüktans Azaltma Prensibi ve Yüksek Akım Tasarımı için Temel Hususlar

Lamine Bakır Çubuğun temel avantajı, "sandviç" lamine yapısından kaynaklanır-pozitif ve negatif iletken bakır katmanları, bir yalıtkan ortam (poliimid veya epoksi reçine gibi) yoluyla birbirine sıkı bir şekilde istiflenir, zıt akım yönlerine ve örtüşen uzamsal konumlara sahip iletken döngüler oluşturur. Yüksek-frekanslı, yüksek-bir akım aktığında, pozitif ve negatif bakır katmanlardaki akım, eşit büyüklükte ancak zıt yönde manyetik alanlar üretir. Bu manyetik alanlar birbirini iptal ederek döngünün toplam manyetik akı bağlantısını önemli ölçüde zayıflatır ve böylece parazitik endüktansı önemli ölçüde azaltır. Gerçek ölçüm verileri, 200 mm uzunluğunda, 100 mm genişliğinde ve 0,5 mm kalınlığında Lamine Bakır Bara'nın parazitik endüktansını 3-5nH'ye kadar kontrol edebildiğini, aynı boyuttaki paralel bir baranın parazitik endüktansının ise 20 kattan fazla bir farkla 110nH'ye kadar çıkabildiğini göstermektedir. Bu düşük endüktans özelliği yalnızca voltaj artışlarını bastırmakla kalmaz, aynı zamanda anahtarlama kayıplarını da azaltır, elektromanyetik girişimi (EMI) azaltır ve genel sistem verimliliğini ve güvenilirliğini artırır.

Telekom için Lamine Baraların tasarımı dört temel unsura dikkat edilmesini gerektirir: İlk olarak, mevcut yolun örtüşme alanını maksimuma çıkarmak ve kalan döngü alanını en aza indirmek için pozitif ve negatif bakır katmanlar kesinlikle paralel ve üst üste binmelidir; ikincisi, yalıtım katmanı kalınlığı mümkün olduğu kadar en aza indirilmelidir; teorik olarak aralık ne kadar küçükse, manyetik alan iptal etkisi de o kadar belirgin olur; üçüncüsü, Lamine Bara'nın genişliğinin makul şekilde tasarlanması gerekir; çünkü daha geniş bir bakır katman, yüksek-frekans yüzey etkisi altında akım dağılımının tekdüzeliğini artırabilir ve endüktansı daha da bastırabilir; dördüncüsü, güç cihazları (IGBT'ler gibi) ile DC destek kapasitörleri arasındaki bağlantı mesafesinin en aza indirilmesini ve ek döngü endüktansının azaltılmasını sağlamak için montaj deliği konumlarının simetrik olarak düzenlenmesi gerekir. Ayrıca, Lamine Inverter Baralar, yüksek akım taşıma kapasitesi (birim kesit alanı başına 3-5A/mm²), yüksek ısı dağıtma verimliliği (çok-katmanlı ince bakır yapı, ısı dağıtım alanını artırır) ve kompakt yapı (dağınık kabloların yerine entegre tasarım) gibi avantajlara da sahip olup, yeni enerji araç invertörleri, fotovoltaik enerji depolama dönüştürücüleri, endüstriyel frekans dönüştürücüler gibi yüksek akım senaryolarında yaygın olarak kullanılmaktadır. ve demiryolu transit çekiş sistemleri.

Parazitik endüktansın ölçülmesi, endüstri standardı bir test yöntemi olan çift-darbe testini gerektirir-. Test sırasında yarım-köprü devresinin inşa edilmesi gerekir. Alçak-taraftaki anahtar yoluyla çift-darbe sinyali uygulanır ve üst-kol cihazının (IGBT gibi) toplayıcı-yayıcı voltajı (Vce) ve akım dalga biçimleri ölçülür. Akım değişimi açılma sırasında daha kararlı olduğundan ve serbest dönen diyotun ters toparlanma akımından kaynaklanan paraziti önlediğinden, ölçüm için açma-geçici durumunu (geçici kapanma-değil) seçmek önemlidir. L=ΔVce / (di/dt) formülüne göre, döngünün toplam parazitik endüktansı, açma-anındaki voltaj yükselmesini (ΔVce) ve akım değişim oranını (di/dt) okuyarak hesaplanabilir. Gerçek ölçümlerde, lamine bara konnektörleri kullanan döngünün parazitik endüktansı tipik olarak 75 nH civarındayken, geleneksel paralel baralarınki 200 nH'yi aşıyor ve bu da lamine yapının önemli avantajlarını doğruluyor.

Bir güç kaynağı seçerken, mevcut değere göre uygun çözüm seçilmelidir: 100A'in altındaki uygulamalar için, 0,2-0,3 mm yalıtım katmanı kalınlığına sahip geleneksel Lamine Bara Güç Çözümleri kullanılabilir; 100-500A uygulamalar için, daha kalın bir bakır katman ve 0,3-0,5 mm'lik bir yalıtım katmanı kalınlığı gereklidir; 500-1000A uygulamaları için, 0,5 mm yalıtım katmanı kalınlığına sahip çok katmanlı istiflenmiş bir yapı gereklidir; 1000A'in üzerindeki uygulamalar için ise akım dağıtımı ve kısa devre dayanımının simülasyon yoluyla optimize edildiği özel bir tasarım gereklidir. Tasarım süreci, mevcut döngü alanını en aza indirme ilkesine uymalı, aynı zamanda ısı yayılımı gereklilikleri ve mekanik mukavemeti de dikkate almalıdır. Yüksek gerilim uygulamaları için yalıtım dayanım gerilimi değeri de doğrulanmalıdır.