Унутар сваког модерног претварача машине за прање веша, погона компресора фрижидера и контролера мотора електричног возила, дешава се тиха трансформација. Кабелски свежањ који је користио за пренос велике струје између ИГБТ модула, кондензатора ДЦ магистрале и излазних терминала је замењен једном утиснутом бакарном шипком - сабирницом. За инжењере који одређују дистрибуцију енергије у опреми која мора да ради деценију или више, избор између сабирнице и жичног свежња више није очигледан. Овај водич води кроз инжињерске{4}}заступе.
Шта је штанцана бакарна сабирница?
Сабирница је чврсти метални проводник - обично бакар - утиснут или ласерски-изрезан у прецизан облик, обложен ради отпорности на корозију и често обложен изолационим слојем. Он преноси велику струју између енергетских компоненти у једном, унапред{4}}обликованом делу. За разлику од кабелског свежња, који је склоп многих појединачних каблова, терминала и конектора, сабирница је један комад.
У инвертерским погонима за кућне апарате,сабирнице за кућне апаратеповежите излаз исправљача на кондензатор ДЦ везе, кондензатор на ИГБТ мост, а ИГБТ излаз на терминале мотора. У контролерима ЕВ мотора, ламиниране сабирнице повезују контактор батеријског пакета, модул инвертера и сензор струје у компактни низ{1}}ниске индуктивности.
Електричне перформансе: Зашто сабирнице побеђују при великој струји
Најосновнија предност сабирнице је ниска индуктивност. Кабелски свежањ има значајну индуктивност петље - обично 50–100 нХ по центиметру кабла. Када се ИГБТ искључи, та индуктивност ствара скок напона (В=Л·ди/дт) који може оптеретити полупроводник. Штанцана бакарна шипка, насупрот томе, има широк, раван попречни пресек-који смањује и отпор и индуктивност петље. Добро-дизајнирана сабирница може да постигне 5–15 нХ лутајуће индуктивности преко ДЦ везе -, што је 5–10к побољшање у односу на еквивалентно каблирање.
Ово је важно јер:
- Нижи скокови комутационог напоназначи да ИГБТ може да ради на већем напону ДЦ магистрале без смањења снаге, побољшавајући ефикасност претварача.
- Редуцед ЕМИод брзих струјних прелазних стања, што олакшава тестирање усклађености са ЕМЦ.
- Мањи отпорни губици- равна бакарна шипка има бољу дистрибуцију струје по свом попречном-пресеку од округлог снопа жица, смањујући И²Р загревање при великим струјама.
За моторне погоне изнад 500 В - који покривају већину инвертеризованих кућних апарата, погона компресора и вучних претварача ЕВ -, саме електричне предности често оправдавају сабирницу.
Механичка поузданост и вибрације
Жичани свежањ поквари на терену из предвидљивих разлога: терминали олабаве под вибрацијама, изолација се хаба на оштре ивице и замор појединачних жица на месту завршетка. Асабирница мотораелиминише већину ових режима квара јер је то крута, једноделна компонента-која је причвршћена директно на терминале за напајање. Унутар саме сабирнице нема стегнутих спојева - једини спојеви су спојеви завртњима за ИГБТ и кондензатор, који су стандардни причвршћивачи-контролисани обртним моментом.
Ово је посебно важно у апликацијама у аутомобилској и спољашњој опреми, где су вибрације, промене температуре и влажност јаке. Изолациони премаз сабирнице - обично ПЕТ премаз у праху, најлонски омотач или епоксидна смола - пружа и електричну изолацију и механичку заштиту од хабања.
Поређење трошкова: алат у односу на{0}}трошак по делу
Највећи недостатак сабирнице је претходна цена алата. Прогресивна матрица за сложену утиснуту сабирницу кошта 3.000 до 15.000 долара у зависности од геометрије, док је жичани свежањ готово слободан за алат. Међутим, по{6}}економија се брзо мења по обиму:
- Кабелски свежањ:Цена материјала (бакарни кабл + терминали + конектори) плус радна снага за спајање, обележавање и завршну монтажу. Рад скале директно са запремином.
- Штанцана сабирница:Велика количина алата која се амортизује током производног циклуса, али скоро{0}}нула радна снага по делу. Шипка излази из калупа, облаже се и иде право у монтажу.
При годишњим количинама изнад 50.000 јединица, сабирница је обично јефтинија по јединици. Испод тога, кабелски свежањ може победити -, али инжењерски тимови све више бирају сабирнице чак и при мањим количинама ради поузданости и уштеде времена за монтажу{4}}.
Пројектовање сабирнице: кључни параметри
Ако прелазите са кабелског свежња на сабирницу, постоје четири параметра која треба рано закључати:
- Називна струја и стална струја:Бакар од 1,8 А/мм² (природна конвекција) до 5 А/мм² (присилни ваздух) одређује потребну површину попречног пресека. За претварач уређаја од 30А потребно је отприлике 20 мм² попречног пресека-бакара.
- Напон и пузна стаза:За кућне апарате од 230В типично је пузање од 4 мм и зазор од 3 мм. За 400В ЕВ системе, они се повећавају на 8 мм, односно 5,5 мм.
- Шема рупе за вијке:Тачно ускладите ИГБТ модул и отисак кондензатора. Већина стандардних 62мм и ЕцоноДУАЛ пакета имају дефинисане шаблоне рупа које произвођачи сабирница могу референцирати.
- Изолациони материјал:ПЕТ премаз у праху за радну температуру од 130 степени, епоксид за 180 степени и полиимидни филм за окружења од 200 степени +. Избор зависи од термичког дизајна претварача.
За ниже-прилике, инжењери понекад комбинују сабирницу саелектроизолациони листови{0}}сечени под притискомизмеђу слојева сабирница, стварајући компактни ламинирани скуп сабирница са уграђеном-изолацијом.
Када се држати жичаног свежња
Сабирнице нису увек прави избор. Жичани свежањ и даље побеђује када:
- Дизајн је још увек у изради прототипа и запремине су испод 5.000 јединица
- Прикључци за напајање су распоређени по великом кућишту и круту шипку би било тешко усмјерити
- Струја је довољно ниска (испод 10А) да су предности индуктивности сабирница и отпора неважне
- Производ захтева -заменљиве каблове ради лакшег сервисирања
У овим случајевима, хибридни приступ добро функционише: користите сабирницу за високо{0}}везу једносмерне струје и жичани свежањ за слабе{1}}конструкције и сигналне везе. Многи модерни дизајни претварача комбинују и - утиснуту сабирницу на степену напајања и флексибилнуФПЦили кабелски свежањ за сигнале покретања капије.
Разматрање квалитета и сертификације
Када набављате сабирнице за регулисана тржишта, потражите произвођаче са документованим ИАТФ 16949 (аутомобилска индустрија), УЛ 94 В-0 (запаљивост) и РоХС усклађеност. Покривање сабирнице - обично од калаја или никла преко бакра - треба да има извештаје о испитивању у сланом спреју. За медицинску и индустријску примену, затражите извештаје о инспекцији димензија и испитивање отпорности изолације према стандарду ИЕЦ 60664-1.
СУНАУРА производи жигосане бакарне и алуминијумске сабирнице за инверторе кућних апарата, моторне погоне и системе за међусобно повезивање ЕВ батерија. Наш објекат у Кингдаоу се бави одабиром материјала, штанцањем, пресвлачењем, изолационим премазом и завршном монтажом у-кући, са ППАП документацијом доступном за аутомобилске и медицинске програме. Затражите узорак или консултације о дизајну преко нашег инжењерског тима.
О СУНАУРА (Сханио Прецисион Елецтроницс):Са седиштем у Кингдау, Кина, СУНАУРА је произвођач са сертификатом ИАТФ 16949 и ИСО 13485 који производи металне куполе, низове купола, сабирнице, ФПЦ, силиконске тастатуре и мембранске прекидаче за ОЕМ произвођаче у 30+ земљама. Наша линија сабирница опслужује инвертере кућних апарата, ЕВ моторне погоне и индустријску дистрибуцију електричне енергије.
