در داخل هر اینورتر ماشین لباسشویی مدرن، محرک کمپرسور یخچال و کنترل کننده موتور خودروی الکتریکی، تحولی آرام در حال رخ دادن است. دسته سیم همراه که برای حمل جریان بالا بین ماژول IGBT، خازن باس DC و پایانه های خروجی استفاده می شد، با یک میله مسی تک مهر شده - شین جایگزین می شود. برای مهندسانی که توزیع نیرو را در تجهیزاتی که باید برای یک دهه یا بیشتر کار کنند، مشخص می کنند، انتخاب بین شینه و مهار سیم دیگر واضح نیست. این راهنما از طریق تجارت مهندسی-میگذرد.
شینه مسی مهر شده چیست؟
شینه یک رسانای فلزی سفت و سخت است که معمولاً به شکلی دقیق برش خورده از مس - یا لیزری-، برای مقاومت در برابر خوردگی روکش شده و اغلب با یک لایه عایق پوشانده میشود. جریان بالایی را بین اجزای قدرت در یک قسمت از قبل{4}}شکل دارد. برخلاف دسته سیم، که مجموعه ای از کابل ها، پایانه ها و کانکتورهای جداگانه است، شین یک تکه است.
در درایوهای اینورتر لوازم خانگی،باسبار لوازم خانگیخروجی یکسو کننده را به خازن پیوند DC، خازن را به پل IGBT و خروجی IGBT را به پایانه های موتور متصل کنید. در کنترلکنندههای موتور EV، شینههای چند لایه کنتاکتور بسته باتری، ماژول اینورتر و سنسور جریان را در یک پشته فشرده و اندوکتانس کم-به هم متصل میکنند.
عملکرد الکتریکی: چرا شینها در جریان بالا برنده میشوند
اساسی ترین مزیت باسبار اندوکتانس کم است. مهار سیم دارای اندوکتانس حلقه قابل توجهی - معمولاً 50-100 nH در هر سانتی متر از کابل است. هنگامی که یک IGBT خاموش می شود، آن اندوکتانس یک افزایش ولتاژ (V=L·di/dt) ایجاد می کند که می تواند به نیمه هادی فشار وارد کند. در مقابل، یک میله مسی مهر شده دارای یک مقطع پهن و مسطح- است که هم مقاومت و هم اندوکتانس حلقه را کاهش میدهد. یک باسبار خوب طراحیشده میتواند 5 تا 15 nH اندوکتانس سرگردان در سراسر پیوند DC - به دست آورد که 5 تا 10 برابر نسبت به کابلکشی معادل بهبود یافته است.
این مهم است زیرا:
- افزایش ولتاژ سوئیچینگ پایین تربه این معنی که IGBT می تواند با ولتاژ باس DC بالاتر بدون کاهش افت، کار کند و بازده اینورتر را بهبود بخشد.
- کاهش EMIاز جریان های گذرا سریع، که تست انطباق EMC را آسان می کند.
- تلفات مقاومتی کمتر- یک میله مس مسطح توزیع جریان بهتری را در سطح مقطع خود نسبت به یک بسته سیم گرد دارد و گرمایش I²R را در جریانهای بالا کاهش میدهد.
برای موتورهای بالای 500 وات - که اکثر لوازم خانگی معکوسشده، درایوهای کمپرسور و اینورترهای کششی EV را پوشش میدهد - مزیتهای الکتریکی به تنهایی اغلب شین را توجیه میکنند.
قابلیت اطمینان مکانیکی و ارتعاش
مهار سیم ها در میدان به دلایل قابل پیش بینی از کار می افتند: ترمینال ها در اثر لرزش شل می شوند، عایق ها در برابر لبه های تیز شکسته می شوند و سیم های منفرد در نقطه پایانی خسته می شوند. الفباسبار موتوربسیاری از این حالتهای خرابی را حذف میکند، زیرا یک جزء سفت و سخت و یک تکه است که مستقیماً به پایانههای برق متصل میشود. هیچ اتصالی در داخل خود شینه وجود ندارد - تنها اتصالات رابط های پیچ شده به IGBT و خازن هستند که اتصال دهنده های استاندارد با گشتاور- کنترل شده هستند.
این امر به ویژه در کاربردهای خودرو و تجهیزات در فضای باز، که در آن لرزش، چرخه دما و رطوبت شدید هستند، مهم است. پوشش عایق شینه - معمولاً یک پوشش پودری PET، آستین نایلونی یا رزین اپوکسی - هم عایق الکتریکی و هم محافظت مکانیکی در برابر سایش را فراهم می کند.
مقایسه هزینه: ابزارسازی در مقابل هزینه هر{0} قسمت
بزرگترین نقطه ضعف شینه هزینه ابزارآلات اولیه است. یک قالب پیشرونده برای یک شینه پیچیده مهر و موم شده بسته به هندسه 3000 تا 15000 دلار هزینه دارد، در حالی که ابزار سیم تقریباً رایگان است. با این حال، اقتصاد در هر{6}}واحد به سرعت در حجم تغییر میکند:
- دسته سیم:هزینه مواد (کابل مسی + پایانه ها + کانکتورها) به اضافه نیروی کار برای بسته بندی، برچسب زدن و مونتاژ نهایی. لیبر مستقیماً با حجم مقیاس می شود.
- شینه مهر شده:ابزارآلات بالا در طول دوره تولید مستهلک شد، اما تقریباً-هزینه کار برای هر قطعه صفر است. میله از قالب بیرون می آید، روکش می شود و مستقیماً وارد مونتاژ می شود.
در حجم های سالانه بالای 50000 واحد، شین معمولاً به ازای هر واحد ارزان تر است. در زیر آن، مهار سیم ممکن است برنده - باشد، اما تیمهای مهندسی بهطور فزایندهای گذرگاهها را حتی در حجمهای پایینتر برای قابلیت اطمینان و مونتاژ-صرفهجویی در زمان انتخاب میکنند.
طراحی باسبار: پارامترهای کلیدی
اگر از دسته سیم به شینه میروید، چهار پارامتر برای قفل کردن زودهنگام وجود دارد:
- رتبه بندی جریان و جریان پیوسته:مس در 1.8 A/mm² (همرفت طبیعی) تا 5 A/mm² (هوای اجباری) سطح مقطع مورد نیاز را تعیین میکند. یک اینورتر دستگاه 30A تقریباً به 20 میلیمتر مربع سطح مقطع مس- نیاز دارد.
- فاصله ولتاژ و خزش:برای لوازم خانگی 230 ولت، خزش 4 میلی متر و فاصله 3 میلی متر معمول است. برای سیستم های برقی 400 ولت، این میزان به ترتیب به 8 میلی متر و 5.5 میلی متر افزایش می یابد.
- الگوی سوراخ پیچ:ماژول IGBT و ردپای خازن را دقیقاً مطابقت دهید. اکثر بستههای استاندارد 62 میلیمتری و EconoDUAL دارای الگوهای سوراخهایی هستند که تولیدکنندگان شینه میتوانند به آنها اشاره کنند.
- مواد عایق:پوشش پودری PET برای دمای کاری 130 درجه، اپوکسی برای 180 درجه و فیلم پلی آمید برای محیط های 200 درجه +. انتخاب بستگی به طراحی حرارتی اینورتر دارد.
برای کاربردهای فعلی کمتر، مهندسان گاهی اوقات یک باسبار را با آن ترکیب میکنندورق های عایق الکتریکی قالب-بریده شده استبین لایه های شینه، یک پشته شینه چند لایه فشرده با-ایزوله داخلی ایجاد می کند.
چه زمانی باید به مهار سیم بچسبید
باسبارها همیشه انتخاب درستی نیستند. مهار سیم همچنان برنده می شود زمانی که:
- این طرح هنوز در مرحله نمونه سازی است و حجم آن زیر 5000 واحد است
- اتصالات برق در یک محفظه بزرگ پخش شده اند و مسیریابی یک میله صلب دشوار است
- جریان به اندازه کافی کم است (زیر 10 آمپر) که مزایای اندوکتانس شینه و مقاومت نامربوط است.
- محصول به کابلکشی{0}}قابل تعویض فیلد برای قابلیت سرویس نیاز دارد
برای این موارد، یک رویکرد ترکیبی به خوبی کار میکند: از یک باسبار برای اتصالات جریان DC بالا-و یک مهار سیم برای کنترل جریان پایین- و اتصالات سیگنال استفاده کنید. بسیاری از طرحهای اینورتر مدرن، هم - یک شینه مهر شده روی استیج قدرت و یک انعطافپذیر را ترکیب میکنند.FPCیا مهار سیم برای سیگنال های درایو گیت.
ملاحظات کیفیت و صدور گواهینامه
هنگام تهیه باس بار برای بازارهای تحت نظارت، به دنبال تولیدکنندگانی باشید که دارای استاندارد IATF 16949 (خودرو)، UL 94 V{4}}0 (اشتعال پذیری) و مطابقت با RoHS هستند. آبکاری شینه - معمولاً قلع یا نیکل روی مس - باید دارای گزارش آزمایش نمک پاشی باشد. برای کاربردهای پزشکی و صنعتی، گزارش های بازرسی ابعادی و تست مقاومت عایق را طبق استاندارد IEC 60664-1 درخواست کنید.
SUNAURA شینه های مسی و آلومینیومی مهر شده برای اینورترهای لوازم خانگی، درایوهای موتور و سیستم های اتصال باتری EV را تولید می کند. مرکز چینگدائو ما انتخاب مواد، مهر زنی، آبکاری، پوشش عایق و مونتاژ نهایی را در خانه انجام میدهد، با اسناد PPAP که برای برنامههای خودرو و پزشکی در دسترس است. از طریق تیم مهندسی ما یک نمونه یا مشاوره طراحی را درخواست کنید.
درباره SUNAURA (Shanyo Precision Electronics):SUNAURA که در چینگدائو، چین مستقر است، یک سازنده دارای گواهی IATF 16949 و ISO 13485 است که گنبدهای فلزی، آرایههای گنبدی، شینها، FPCها، صفحهکلیدهای سیلیکونی و سوئیچهای غشایی را برای OEM در کشورهای 30+ تولید میکند. خط باسبار ما به مشتریان اینورتر لوازم خانگی، درایو موتور EV و توزیع برق صنعتی خدمات ارائه می دهد.
