Laminerte inverter samleskinner: Parasittisk induktansreduksjonsprinsipp og nøkkelhensyn for høystrømsdesign

Kjernefordelen med den laminerte kobberstangen stammer fra dens "sandwich"-laminerte struktur-positive og negative ledende kobberlag er tett stablet sammen gjennom et isolerende medium (som polyimid eller epoksyharpiks), og danner ledende løkker med motsatte strømretninger og overlappende romlige posisjoner. Når en høy-, høy-strøm strømmer gjennom, genererer strømmen i de positive og negative kobberlagene magnetiske felt av samme størrelse, men motsatt retning. Disse magnetfeltene kansellerer hverandre, og svekker den totale magnetiske flukskoblingen til sløyfen betydelig og reduserer dermed parasittisk induktans betydelig. Faktiske måledata viser at en 200 mm lang, 100 mm bred og 0,5 mm tykk laminert kobberskinne kan kontrollere sin parasittinduktans til 3-5nH, mens den parasittiske induktansen til en parallell samleskinne av samme størrelse kan nå så høyt som 110nH, en forskjell på over 20 ganger. Denne lave induktansegenskapen undertrykker ikke bare spenningstopper, men reduserer også svitsjetap, reduserer elektromagnetisk interferens (EMI) og forbedrer systemets generelle effektivitet og pålitelighet.

Utformingen av Laminated Bus Bars for Telecom krever oppmerksomhet til fire kjerneelementer: For det første må de positive og negative kobberlagene være strengt parallelle og overlappende for å maksimere overlappingsområdet til den nåværende banen og minimere det gjenværende sløyfeområdet; For det andre bør isolasjonslagets tykkelse minimeres så mye som mulig, teoretisk sett, jo mindre avstanden er, desto mer signifikant blir magnetfeltkanselleringseffekten; For det tredje må bredden på den laminerte bussstangen være rimelig utformet, ettersom et bredere kobberlag kan forbedre jevnheten i strømfordelingen under den høyfrekvente hudeffekten og undertrykke induktansen ytterligere; For det fjerde må monteringshullsposisjonene være symmetrisk arrangert for å sikre at tilkoblingsavstanden mellom strømenheter (som IGBT-er) og DC-støttekondensatorer minimeres, noe som reduserer ytterligere sløyfeinduktans. I tillegg har laminerte invertersamleskinner også fordeler som høy strømbærende kapasitet (3-5A/mm² per enhet tverrsnittsareal), høy varmeavledningseffektivitet (multi-tynn kobberstruktur øker varmeavledningsarealet), og kompakt struktur (integrert design erstatter spredte kabler i, og nye kabler med mye energi), fotovoltaiske energilagringsomformere, industrielle frekvensomformere og trekksystemer for jernbanetransport.

Kvantifisering av parasittisk induktans krever en dobbel-pulstest, som er en industristandard-testmetode. Under testing må en halv-bro-krets konstrueres. Et dobbelt-pulssignal påføres gjennom lav-sidebryteren, og kollektor-emitterspenningen (Vce) og strømbølgeformene til overarmsenheten (som en IGBT) blir målt. Det er viktig å velge -på-transienten (i stedet for å slå-av-transienten) for måling, siden strømendringen er mer stabil når den slås på-, og unngår interferens fra den reverserte gjenopprettingsstrømmen til frihjulsdioden. I henhold til formelen L=ΔVce / (di/dt), kan den totale parasittiske induktansen til sløyfen beregnes ved å lese spenningsspissen (ΔVce) og strømendringshastigheten (di/dt) ved slått-på øyeblikket. I faktiske målinger er den parasittiske induktansen til sløyfen som bruker laminerte samleskinnekoblinger typisk rundt 75nH, mens den for tradisjonelle parallelle samleskinner overstiger 200nH, noe som bekrefter de betydelige fordelene med den laminerte strukturen.

Når du velger en strømforsyning, må passende løsning velges basert på gjeldende klassifisering: For applikasjoner under 100A kan konvensjonelle laminerte samleskinnestrømløsninger med en isolasjonslagtykkelse på 0,2-0,3 mm brukes; for 100-500A-applikasjoner kreves et tykkere kobberlag og en isolasjonslagtykkelse på 0,3-0,5 mm; for 500-1000A-applikasjoner er en flerlags stablet struktur med en isolasjonslagtykkelse på 0,5 mm nødvendig; og for applikasjoner over 1000A kreves en tilpasset design, med strømfordeling og kortslutningsstyrke optimalisert gjennom simulering. Designprosessen må følge prinsippet om å minimere dagens sløyfeareal, samtidig som det tas hensyn til varmespredningskrav og mekanisk styrke. For høyspenningsapplikasjoner må isolasjonsmotstandsspenningen også verifiseres.