Ламинированные шины что это

Проектирование и изготовление копланарных ламинированных проводников

ООО «СКБ «Протон» освоено производство ламинированных копланарных шин для комплектации преобразователей частоты с IGBT транзисторами. Такой способ организации распределения энергии между выводами IGBT транзисторов обладает целым рядом существенных преимуществ по сравнению с другими методами.

Видео:Резина Runflat: мнение шиномонтажникаСкачать

Использование кабелей

Традиционным решением для силовых проводников в электронных системах являются кабельные линии. Стандартные кабельные линии изготавливаются с единичными проводниками, или проводниками, связанными вместе в единую сборку. Высокочастотные применения (технологии IGBT) требуют, чтобы использовался специальный магнитный провод, называемый «LITZ» для снижения индуктивности. Такие кабельные сети оказываются большими и трудными для сборки из-за того, что требуется пропитка изолирующим компаундом единичных проводников.

Учитывая, что при увеличении частоты тока, в проводнике возникает скин-эффект, оптимальной является конструкция токопроводящих шин с наибольшей возможной площадью поверхности. При этом внутренняя часть проводника, сверх определенной глубины, в результате скин-эффекта оказывается нерабочей. Это предопределяет выбор плоских тонких шин в качестве проводников между конденсаторами и IGBT.

Паразитная индуктивность проводников в свою очередь определяется площадью петли, по которой протекает ток, то есть для снижения петлевой индуктивности необходимо, чтобы проводники были расположены друг другу как можно ближе. В идеале проводники должны быть разделены тонким слоем диэлектрика, создающего электрическую изоляцию высокой прочности.

Конструкция из ламинированных шин является идеальной для распределения больших мощностей. Перекрывающиеся проводники являются тонкими и плоскими, что дает исключительно низкий магнитный поток и индуктивное излучение. Диэлектрический материал обеспечивает высоковольтную изоляцию с минимальным расстоянием между проводниками. Эта комбинация тонких плоских проводников с диэлектрической изоляцией создает систему распределения мощности идеальную для применений с высокочастотным переключением, использующих IGBT технологии.

Видео:Что означает маркировка на шинах! Значение цифр и букв на резине.Скачать

Оптимизация конструкции

В этом примере на рисунке 1 показан инвертор для управления электродвигателем. Использование низкоиндуктивной шины постоянного тока позволило заказчику исключить из сборки снабберные конденсаторы для подавления выбросов напряжения, что дало снижение прямых расходов как на комплектующие, так и на оплату труда по их монтажу в изделие. Применение ламинированной копланарной шины в общей сложности привело к сокращению количества компонент инвертора на 40% за счет исключения кабелей и механических комплектующих, использовавшихся для их фиксации.

Конструкция с низкой индуктивностью

Сечение, показанное на рисунке 2 иллюстрирует конструкцию ламинированной копланарной шины.

Способность изоляции выдерживать высокое пробивное напряжение и обеспечивать высокое сопротивление изоляции позволяет располагать пластины проводников с минимальным расстоянием между ними, что обеспечивает чрезвычайно низкую индуктивность. Это дает огромные преимущества в системах с IGBT.

Ламинированные проводники сплавляются вместе с изоляцией Nomex ® покрытой эпоксидным клеем, не поддерживающим горение. Полная система имеет индекс воспламенения 94 V-0 по UL и соответствует стандарту UL 508c.

Данный изоляционный материал позволяет заказчику использовать волновую пайку для установки дискретных электронных компонентов с радиальными выводами, что делает изделие еще более компактным.

Выдавки на проводниках (штамповки) исключают необходимость использования шайб для достижения копланарности контактных поверхностей для подключения компонент. Это так же дает снижение производственных расходов при изготовлении изделия и выигрыш в переходных сопротивлениях контактов. Шайбы устанавливаются с использованием заполняющего металла, который имеет проводимость меньшую чем у меди, что приводит к большим потерям напряжения в месте контакта с шины с компонентом в случае установки шайбы.

Снижение стоимости и габаритов изделия так же произошло за счет изолирования граней проводящих слоев. Изоляция граней оптимизирует процесс сборки с меньшим количеством компонент, так как изолирование граней происходит в процессе самой ламинации, а нет как вторичный производственный процесс. Габариты изделия сокращаются за счет того, что грани проводников электрически изолированы, поскольку заказчик может располагать компоненты в непосредственной близости от шин и тем самым сократить габариты корпуса изделия.

Читайте также: Как проколоть шины авто

Как видно из вышеизложенного, применение ламинированных копланарных шин дает много преимуществ. Электрические характеристики системы оптимизируются при применении меньшего количества компонент и заказчик получает выгоду за счет снижения количества компонент и сложности сборки. Изоляционный материал и изоляция проводников снижает габаритные размеры преобразователя частоты.

Таким образом, ламинированные копланарные шины позволяют создавать более конкурентоспособные приводы с меньшим затратами.

Видео:Шины RunFlat. Что это такое и зачем они нужны?Скачать

Силовые
шины

Задача повышения плотности мощности в современных силовых устройствах неизбежно приводит к росту частоты переключения и величины коммутируемых токов. Эти задачи требуют адекватного снижения индуктивностей как используемых элементов так и межсоединений. Использование плоских копланарных проводников, собранных в жесткий пакет (многослойных шин) является оптимальным решением задачи снижения распределенной индуктивности межсоединений за счет того, что шины с противоположными потенциалами расположены параллельно с большой площадью перекрытия и минимальным межслойным расстоянием.

Дополнительными преимуществами использования многослойных шин являются:

• наличие распределенной емкости, снижающей шумы и суммарный импеданс, благодяря малому расстоянию между слоями, заполненному диэлектриком с высоким сопротивлением и напряжением пробоя
• повышение надежности изделия за счет жесткости конструкции и исключения ошибок монтажа
• улучшение тепловых характеристик: плоские широкие шины хорошо подходят для отвода тепла от подсоединенных компонентов и обеспечения прохождения воздушного потока системы охлаждения

Силовая шина — это, как правило, заказное изделие, разработка и производство которого имеет некоторые особенности, а проработка цены/сроков и размещение заказа представляют определенную последовательность шагов.

Нашими партнерами — производителями силовых шин — являются компании Rogers Corp и MERSEN (ранее продукция выпускалась под брендом ELDRE).

Примеры стоимости некоторых типовых шин, а также составляющие цены и влияющие на нее факторы рассмотрены в этом разделе.

Видео:Что означает МАРКИРОВКА НА ШИНАХ / Значение всех цифр и букв на резинеСкачать

Ламинированные шины: искусство оптимизированной мощности и сигнального взаимообмена данными

Видео:СПУСТИ ШИНЫ ЛЕТОМ - ЭТО НУЖНО ЗНАТЬ!Скачать

Введение

Mersen — глобальный эксперт в области электроэнергетики и передовых материалов. Сегодня Mersen разрабатывает инновационные решения, направленные на удовлетворение конкретных потребностей своих клиентов, для того, чтоб они могли оптимизировать свой производственный процесс во многих секторах промышленности.

Видео:Маркировка внедорожных шин: U/T, H/T, A/T, M/T – что это значитСкачать

Задача

Не смотря на то, что провода и кабели могут создать надежное подключение, платформа ламинированных шин может обеспечивать несколько дополнительных преимуществ для более оптимизированного решения.

С увеличением мощности систем преобразования энергии, у конструкторов возникает потребность в способах оптимизации различных аспектов, таких как снижение занимаемой площади и повышение производительности. Традиционно промышленные системы преобразования энергии, такие как инверторы, преобразователи, выпрямители и приводы, используют стандартную проводку и кабели для подключения силовых и сигнальных цепей. Провода и кабели могут удовлетворить потребности в подключении, но специально разработанная платформа для шинных плат может принести несколько дополнительных преимуществ оптимизированного решения.

Видео:Хождение по гвоздям и мукам: чем хороши и плохи шины Run-FlatСкачать

Ламинированные шины и их преимущества

Ламинированная шина представляет собой сконструированный компонент, состоящий из слоев заготовленной меди, разделенных тонкими диэлектрическими материалами, ламинированных в единую структуру. Ламинированные шины снижают затраты на систему, повышают надежность, увеличивают емкость и устраняют ошибки в подключении. Они также снижают индуктивность и сопротивление. Кроме того, физическая структура шин обеспечивает уникальные возможности в механическом дизайне. Многослойные шины обеспечивают структурную целостность, которую не могут обеспечить проводной метод подключения.

Рис. 1: Подход комплексной архитектуры Mersen

Видео:НИЗКОПРОФИЛЬНЫЕ ШИНЫ ЭТО ДОЛЖЕН ЗНАТЬ КАЖДЫЙ АВТОМОБИЛИСТСкачать

Напрямую к оптимальной конструкции

Имея более 100 лет опыта проектирования, производства и тестирования шин, инженеры Mersen создали мощную базу знаний, помогающую клиентам в отношении оптимизированной системы.

Инженеры Mersen могут работать с производителями инверторов на самых ранних этапах разработки, чтобы эффективно интегрировать пассивные компоненты, такие как охлаждение, ламинированные шины и предохранители в инвертор. Используя разнообразные инструментальные средства моделирования, инженеры Mersen могут оценить тепловые и электрические характеристики радиаторов и шин в общей конструкции инвертора. Такой подход называется «Интегрированная архитектура» и позволяет максимально оптимально использовать дизайн всей сборки инвертора путем поиска решений для охлаждения и шин, а также предохранителей для защиты полупроводников.

Видео:Всесезонные шины это зимние шины!Скачать

Оптимизация начинается с потребностей клиента

Так как каждая конструкция ламинированной шины может быть уникальной, прототип обычно создается до финального запуска производства. Для обеспечения максимально оптимальной конструкции, на стадии разработки общей концепции создается мультифизическая модель, таким образом, любые недостатки конструкции могут быть выявлены и устранены до запуска прототипа в производство.

Мультифизические инструменты включают механические, электрические и термические модели. На стадии моделирования рассматриваются два основных аспекта конструкции. Первый аспект касается необходимости оптимизации пространства в конечной сборке, а во втором аспекте рассматриваются ограничения, связанные с использованием разных разнородных материалов. В конструкции ламинированных шин основные характеристики это размеры пластин и всей сборки, внутренние соединения конфигурации, изоляционный материал и его толщина.

Тепловые характеристики — это ключевой фактор в ламинированных шинах. Инженеры Mersen могут проводить моделирование повышения температуры на прототипах шины. Инженеры моделируют эффект Джоуля, нагревая проводники, под напряжением, с концентрацией тепла на интерфейсах с силовыми модулями и конденсаторами. Процесс моделирования позволяет значительно сократить время разработки продукта. Процесс моделирования позволяет значительно сократить время разработки продукта.

Когда речь идет об электрическом моделировании, инженеры и технические специалисты моделируют разводку контактов для удовлетворения всех требований по очистке и утечке. Затем выполняется распределение тока, чтобы проверить соответствие допустимой плотности тока, чтобы ограничить самонагрев шины.

Тщательное тестирование проводится с каждым изделием перед отправкой для гарантии надежности. Помимо диэлектрической прочности или тестирования разрушения изоляции (также известный как «HiPot»), Mersen выполняет тестирование частичного разряда (PD) с использованием современной испытательной станции PD. Команда инженеров и контролеров качества Mersen использует технологиюи DFM (Design For Manufacturability), такие как FMEA (Failure Mode Analysis), для оценки каждого заказа для обеспечения плавного перехода без сбоев в течение всего процесса.

Видео:ТИХИЕ ШИНЫ ЭТОГО НЕ ЗНАЮТ БОЛЬШИНСТВО АВТОМОБИЛИСТОВСкачать

Инновации для лучшего обслуживания в будущем

Компания Mersen разработала несколько новейших инновационных технологий, для внесения дополнительных функций в концепцию ламинированных шин, чтобы лучше соответствовать определенным требованиям в специальных применениях и отраслях.

Низкая индуктивность / Высокая температура ламинированных шин:

Сегодняшние производители высокочастотных широкополосных полупроводниковых устройств расширяют границы мощностей и возможности высокочастотного переключения в своих силовых модулях. В результате, критерии температуры и индуктивности в силовых модулях, таких как модули SiC или GaN, требуют лучших способов подключения самих модулей.

Компания Mersen разработала производственный процесс для применения в области высоких температур и диэлектриком с низкой индуктивностью и связанными с ними клеями, чтобы соответствовать новым ограничениям, возникающим в полупроводниках с широкой полосой пропускания и последних поколениях IGBT. В результате, наши ламинированные шины теперь могут работать при температуре до 220 ° C с индуктивностью до 35 нН и сроком службы 25 лет!

Мониторинг Ламинированных шин в батареях:

Чтобы справиться с растущим спросом на постоянный мониторинг напряжения и температуры в силовой электронике, таких как литий-ионные и ультраконденсаторные пакеты, компания Mersen разработала инновационную концепцию, которая объединяет в одном устройстве ламинированную шину, в виде гибкого провода, тепловой датчик и другие пользовательские электронные компоненты. Оно позволяет, с одной стороны, создавать как силовые соединения, так и осуществлять сбор сигналов из каждой ячейки независимо, поэтому состояние каждой ячейки передается в систему управления батареями через специальный разъем.

Конструкция с низким частичным разрядом для управления высоким напряжением 5 кВ + точка разрыва:

Частичный разряд (PD) представляет собой локализованную диэлектрическую точку разрыва небольшой части твердой или жидкой электроизоляционной системы под высоким напряжением. Mersen работает над расширением своих возможностей, чтобы иметь возможность проектировать и изготавливать шины с низкой частичной разрядом для применений с напряжением до 5 кВ. Увеличение рабочего напряжения и испытание положительного частичного разряда могут в значительной степени способствовать длительному циклу работы ламинированной шины в условиях высокого напряжения. Это тестирование имеет решающее значение для производителей преобразователей и систем привода.

Ламинированные шины с гибкими плавающими разъемами:

Температура и механические воздействия окружающей среды (удар и вибрация) могут повредить устройства (конденсаторы, модули . ) в точках крепления. Чтобы избежать этого, Mersen предлагает различные конструкции плавающих соединителей, которые допускают механическое отклонение ± 1 мм с минимальным воздействием на электрическое сопротивление и индуктивность.

Видео:ВСЕ МАРКИРОВКИ ШИН. БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЙСкачать

Обслуживание клиентов по всему миру

Mersen располагает потенциалом производства ламинированных шин по всему миру в трех специализированных объектах, сертифицированных по стандарту ISO 9001, охватывающих основные экономические регионы мира.

• Рочестер — Нью-Йорк в США — центр передового опыта для североамериканского рынка. Этот инновационный центр зарегистрирован AS9100C и сертифицирован ITAR.
• Анже — Франция — центр передового опыта для европейского рынка. Angers сертифицирован IRIS, чтобы лучше обслуживать железнодорожную отрасль.
• Шанхай — Китай является производственным объектом для обслуживания китайского рынка.
• Четвертый завод по производству в Индии. Выпуск первой продукции планируется на первое полугодие 2018 года.

Видео:Идем на снижение! Зачем нужна низкопрофильная резинаСкачать

Ультрасовременное производство металлов

Внутренний потенциал включают в себя: станции с ЧПУ, штамповочные прессы, прессовые тормоза с ЧПУ, гибочный пресс с ЧПУ. Наши процессы сборки металла включают ультразвуковую сварку, индукционную пайку, пайку горелки и сварку.

Видео:Шины | Это работает #8 (2019)Скачать

Покрытие металлом

Доступны многие отделочные покрытия: олово, олово-свинец, никель, медь, серебро и золото.

Основные параметры процессов плакирования контролируются на протяжении всего процесса, а окончание линейных испытаний включает измерения толщины.

Видео:Шины с нарезанным протектором: в чем опасность и как распознать обманСкачать

Правильно подобранная изоляция

Изоляция, конечно, лежит в основе ламинированных шин и непосредственно влияет на электрическую целостность продукта. Используются различные типы изоляционных материалов: полиимид, ПВФ, ПЭТ, жесткая изоляция, эпоксидное стекло , GPO и фенол.

Видео:TREADWEAR - всё об износостойкости шиныСкачать

Сборка и ламинирование

Выделенная производственная оснастка производится для ламинирования каждой из наших шин. Дополнительные аппаратные и межсетевые устройства и электрические компоненты могут быть установлены до или после ламинирования.

Видео:Главные ошибки при выборе летних шин | Как правильно выбрать летние шиныСкачать

Полные или частичные услуги блочного монтажа

Опираясь на наш опыт в производстве и разработке ламинированных шин, охлаждении и предохранителей, а также опираясь на наши мультифизические инструменты моделирования, Mersen позиционируется в центре цикла проектирования инвертора. Теперь мы помогаем нашим клиентам извлекать выгоду от лучших пассивных устройств с помощью службы оптимизации дизайна и сборки, которая включает в себя:

• Оптимизация концепции и сокращение времени цикла проектирования, с проверкой и проверкой дизайна в наших лабораториях.
• Привилегированный доступ к основным компонентам (Охлаждение, ламинированная шина, конденсаторы, предохранителям и генераторам)
• Оптимизация цены / влияние масштаба на стоимость
• Общий подход к настройке: нет предварительно определенных технических особенностей.

От простого узла [шина + конденсатор] до полной сборки инвертора, Mersen является компетентным партнером для проектных компаний инверторов с ограниченной или отсутствующей производственной мощностью.

В заключение можно отметить, ламинированные шины превратились в неотъемлемый компонент и встроенную платформу для многих систем преобразования энергии, обеспечивая не только оптимизированную взаимосвязь, но и помогая производителям силовой электроники повышать пороговые значения производительности своих продуктов.

Автор: Д-р Филипп Руссель, вице-президент по глобальному стратегическому маркетингу Mersen

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  
  

  источники:

  https://fasad-adelante.ru/laminirovannye-shiny-chto-eto

  🌟 Видео

  Всесезонная резина - кому она подойдет и сколько денег сэкономит?Скачать

  

  Что внутри китайской и европейской шины? Пилим - и сравниваем!Скачать

  

  Вот вам и китайская резинаСкачать

  

  Что такое фрикционная шина и почему она "липучка"Скачать