V vsakem sodobnem pretvorniku pralnega stroja, pogonu kompresorja hladilnika in krmilniku motorja električnih vozil se dogaja tiha preobrazba. Snop žic, ki je včasih prenašal visok tok med modulom IGBT, kondenzatorjem vodila DC in izhodnimi sponkami, je nadomeščen z eno samo vtisnjeno bakreno palico - zbiralke. Za inženirje, ki določajo distribucijo električne energije v opremi, ki mora delovati desetletje ali več, izbira med zbiralko in kabelskim snopom ni več očitna. Ta vodnik vodi skozi inženirske kompromise-.
Kaj je žigosana bakrena zbiralka?
Zbiralka je tog kovinski prevodnik - običajno bakren - vtisnjen ali lasersko-razrezan v natančno obliko, prevlečen za odpornost proti koroziji in pogosto prevlečen z izolacijsko plastjo. Prenaša visok tok med napajalnimi komponentami v enem, vnaprej-oblikovanem delu. Za razliko od kabelskega snopa, ki je sklop številnih posameznih kablov, sponk in priključkov, je zbiralka en kos.
Pri inverterskih pogonih gospodinjskih aparatov,zbiralke za gospodinjske aparatepriključite izhod usmernika na kondenzator vmesnega tokokroga, kondenzator na most IGBT in izhod IGBT na sponke motorja. V krmilnikih motorjev EV laminirane zbiralke povezujejo kontaktor paketa baterij, inverterski modul in tokovni senzor v kompakten niz z nizko-induktivnostjo.
Električna zmogljivost: zakaj zbiralke zmagujejo pri visokem toku
Najbolj temeljna prednost zbiralke je nizka induktivnost. Žični snop ima znatno induktivnost zanke - običajno 50–100 nH na centimeter kabla. Ko se IGBT izklopi, ta induktivnost ustvari napetostni skok (V=L·di/dt), ki lahko obremeni polprevodnik. V nasprotju s tem ima vtisnjena bakrena palica širok, raven-prerez, ki zmanjša upornost in induktivnost zanke. Dobro-zasnovana zbiralka lahko doseže 5–15 nH blodeče induktivnosti v enosmernem vmesnem tokokrogu -, kar je 5–10-kratna izboljšava v primerjavi z enakovrednimi kabli.
To je pomembno, ker:
- Nižje konice preklopne napetostipomeni, da lahko IGBT deluje pri višji napetosti enosmernega vodila brez zmanjšanja moči, kar izboljša učinkovitost pretvornika.
- Zmanjšan EMIod hitrih tokovnih prehodov, kar olajša testiranje skladnosti z EMC.
- Manjše uporovne izgube- ploščata bakrena palica ima boljšo porazdelitev toka po-preseku kot okrogel snop žic, kar zmanjša segrevanje I²R pri visokih tokovih.
Za motorne pogone nad 500 W -, ki zajema večino inverteriziranih gospodinjskih aparatov, kompresorske pogone in EV vlečne pretvornike - že same električne prednosti pogosto upravičujejo zbiralko.
Mehanska zanesljivost in vibracije
Žični snopi odpovejo na terenu zaradi predvidljivih razlogov: priključki se zrahljajo pod vibracijami, izolacija se odrgne ob ostre robove in utrujenost posameznih žic na priključni točki. Amotorna zbiralkaodpravlja večino teh načinov okvar, ker je togo,-komponenta iz enega kosa privijačena neposredno na napajalne sponke. Znotraj same zbiralke ni zavihanih povezav - edini spoji so vijačeni vmesniki do IGBT in kondenzatorja, ki so standardni pritrdilni elementi-z nadzorom navora.
To je še posebej pomembno pri uporabi avtomobilske opreme in opreme na prostem, kjer so vibracije, nihanje temperature in vlažnost resni. Izolacijska prevleka zbiralke -, običajno PET praškasti premaz, najlonski tulec ali epoksi smola - zagotavlja električno izolacijo in mehansko zaščito pred obrabo.
Primerjava stroškov: orodje v primerjavi s stroški na-del
Največja pomanjkljivost zbiralke so vnaprejšnji stroški orodja. Progresivna matrica za kompleksno vtisnjeno zbiralko stane 3000–15.000 USD, odvisno od geometrije, medtem ko je žični snop skoraj brezplačen za uporabo. Vendar pa se ekonomičnost na-enoto hitro spreminja pri količini:
- Žični snop:Stroški materiala (bakreni kabel + terminali + konektorji) plus delo za povezovanje, označevanje in končno montažo. Delovne lestvice neposredno z obsegom.
- Žigosana zbiralka:Visoka amortizacija orodja med proizvodno serijo, vendar skoraj{0}}nič dela na del. Palica pride iz stiskalnice, se premaže in gre naravnost v montažo.
Pri letnih količinah nad 50.000 enot je zbiralka običajno cenejša na enoto. Pod tem lahko žični snop zmaga -, vendar inženirske ekipe vse pogosteje izbirajo zbiralke tudi pri manjših prostorninah zaradi zanesljivosti in-prihranka časa pri sestavljanju.
Načrtovanje zbiralke: ključni parametri
Če prehajate z žičnih snopov na zbiralke, morate zgodaj zakleniti štiri parametre:
- Nazivni tok in trajni tok:Baker pri 1,8 A/mm² (naravna konvekcija) do 5 A/mm² (prisilni zrak) določa zahtevano površino prečnega-prereza. Pretvornik naprave 30 A potrebuje približno 20 mm² bakrenega preseka-.
- Napetost in plazilna pot:Za gospodinjske aparate z napetostjo 230 V sta tipična lezenje 4 mm in razdalja 3 mm. Pri sistemih 400 V EV se ti povečajo na 8 mm oziroma 5,5 mm.
- Vzorec lukenj za vijake:Natančno ujemajte modul IGBT in odtis kondenzatorja. Večina standardnih paketov 62 mm in EconoDUAL ima definirane vzorce lukenj, na katere se lahko sklicujejo proizvajalci vodil.
- Izolacijski material:PET praškasti premaz za 130 stopinj delovne temperature, epoksi za 180 stopinj in poliimidni film za 200 stopinj + okolja. Izbira je odvisna od toplotne zasnove pretvornika.
Za aplikacije z nižjim-tokom inženirji včasih kombinirajo zbiralkoizrez-električne izolacijske ploščemed plastmi zbiralk, kar ustvarja kompakten laminiran sklad zbiralk z vgrajeno-izolacijo.
Kdaj ostati pri žičnem snopu
Zbirke niso vedno prava izbira. Žični snop še vedno zmaga, ko:
- Zasnova je še vedno v izdelavi prototipov, količine pa so manjše od 5000 enot
- Napajalni priključki so razporejeni po velikem ohišju in togo palico bi bilo težko napeljati
- Tok je dovolj nizek (pod 10 A), da so prednosti induktivnosti zbiralke in odpornosti nepomembne
- Izdelek za servisiranje zahteva-zamenljive kable
V teh primerih hibridni pristop dobro deluje: uporabite vodilo za visoko-tokovni enosmerni tok in kabelski snop za nizko-tokovne krmilne in signalne povezave. Številni sodobni modeli pretvornikov združujejo - vtisnjeno zbiralko na napajalni stopnji in prilagodljivoFPCali kabelski snop za signale pogona vrat.
Premisleki glede kakovosti in certificiranja
Ko nabavljate zbiralke za regulirane trge, poiščite proizvajalce z dokumentirano skladnostjo IATF 16949 (avtomobilska industrija), UL 94 V-0 (vnetljivost) in RoHS. Prevleka zbiralke - običajno s kositrom ali nikljem preko bakra - mora imeti poročila o preskusih s slanim pršenjem. Za uporabo v medicini in industriji zahtevajte poročila o pregledu dimenzij in preskus izolacijske upornosti po standardu IEC 60664-1.
SUNAURA izdeluje žigosane bakrene in aluminijaste zbiralke za pretvornike gospodinjskih aparatov, motorne pogone in sisteme medsebojnega povezovanja baterij EV. Naš obrat v Qingdau se ukvarja z izbiro materiala, žigosanjem, galvaniziranjem, izolacijskim premazom in končno montažo v-domu, z dokumentacijo PPAP, ki je na voljo za avtomobilske in medicinske programe. Zahtevajte vzorec ali svetovanje pri oblikovanju prek naše ekipe inženirjev.
O SUNAURA (Shanyo Precision Electronics):SUNAURA s sedežem v Qingdau na Kitajskem je certificiran proizvajalec IATF 16949 in ISO 13485, ki proizvaja kovinske kupole, nize kupol, vodila, FPC-je, silikonske tipkovnice in membranska stikala za proizvajalce originalne opreme v 30+ državah. Naša linija zbiralk služi pretvornikom gospodinjskih aparatov, motornim pogonom EV in strankam industrijske distribucije električne energije.
