Lamineeritud siini projekteerimisjuhend: hajuinduktiivsuse minimeerimine suure võimsusega{0}}inverterites

Lamineeritud siinid vähendavad inverteri lülitusahela induktiivsust, integreerides positiivsed ja negatiivsed juhid kompaktsesse kihilisse struktuuri, mille dielektriline vahekaugus on kontrollitud. SiC ja IGBT toitemoodulite puhul võib korralikult konstrueeritud lamineeritud siini hajuinduktiivsus olla alla 10 nH, mis vähendab pinge ületamist kõrgsageduslikul{2}}lülitamisel.

 

Xiamen Apollo Technology toodab kohandatud lamineeritud siine, kasutades puhast vaske C1100, täppisstantsimist, molekulaardifusioonkeevitust ja mitmekihilisi kuumpressimisprotsesse. Elektrilist jõudlust kontrollitakse CMM-i kontrollimise, dielektrilise vastupidavuse testimise ja PPAP-i 3. taseme dokumentatsiooniga autotööstuse ja energiasalvestusrakenduste jaoks.

 

 

 

Kaasaegsed elektrisõidukite veojõumuundurid ja ESS-i võimsuse muundamise süsteemid kasutavad üha enam SiC MOSFET-i ja{0}}kiireid IGBT-mooduleid. Need seadmed lülituvad kõrgematel sagedustel lühema tõusuajaga, muutes parasiit-induktiivsuse alalisvoolu lingi struktuuris otseseks teguriks, mis mõjutab pinge naelu ja pooljuhtide töökindlust.

 

Suhe haju-induktiivsuse ja lülituspinge ületamise vahel on järgmine:

ΔV=L × di/dt

Kus:

ΔV=pinge ületamine

L=vooluahela hajuv induktiivsus

di/dt=praegune vahetuskiirus

SiC moodulitega töötava 800 V EV inverteri jaoks:

 

Parameeter	Tavaline siiniriba	Lamineeritud siini disain
Alalisvoolu lingi induktiivsus	50-150nH	<10nH
Juhtide vahekaugus	5-15 mm	0,1-1 mm dielektriline kiht
Praegune tee	Eraldage positiivsed/negatiivsed ribad	Paralleelselt lamineeritud struktuur
Magnetvälja tühistamine	Piiratud	Optimeeritud
Lülituspinge ületamine	Kõrgem	Vähendatud

 

Lamineeritud struktuur asetab positiivsed ja negatiivsed juhid lähedusse. Voolu vastupidised suunad tekitavad vastandlikke magnetvälju, vähendades välist magnetvoogu ja alandades ahela induktiivsust.

 

1.1 Magnetvälja tühistamise põhimõte koos vasekihi optimeerimisega

Lamineeritud siini disain sõltub:

Vase paksuse valik

Kihi paigutus

Dielektriline paksus

Terminali asend

Voolu jaotuse sümmeetria

 

Tüüpilised EV inverteri lamineeritud siini parameetrid:

Vase materjal: C1100 elektrolüütiliselt sitke pigi vask

Juhtivus: suurem või võrdne 99% IACS

Vase paksus: 0,5-5 mm

Tasasuse tolerants: 0,05 mm või väiksem

Klemmide asendi tolerants: ±0,1 mm

Pinnatöötlus: nikeldamine/tinatamine

Juhi ebaühtlane geomeetria loob lokaalse voolukontsentratsiooni, suurendades nii takistust kui ka elektromagnetilisi häireid.

 

 

 

Juhtmaterjal määrab otseselt voolu-kandevõime, termilise jõudluse ja pikaajalise{1}}kindluse.

 

EV-inverteri ja ESS-i rakenduste puhul eelistatakse puhast vaske selle kõrgema elektrijuhtivuse ja väiksema džauli kuumutamise tõttu.

 

Materjali omadus	C1100 puhas vask	C2680 messing
Vase sisaldus	99,90% või suurem	60-65%
Juhtivus	Suurem või võrdne 99% IACS	26-30% IACS
Vastupidavus	0,0172 Ω·mm²/m	Kõrgem
Soojusjuhtivus	~390 W/m·K	~120 W/m·K
Tüüpiline rakendus	Toitesiin, inverter DC link	Mehaanilised klemmid, pistikud
Voolu kandevõime	Kõrge	Keskmine

 

C1100 vask on valitud:

EV akukomplekti siinid

SiC-inverteri alalisvoolulüli komplektid

Energiasalvesti PCS ühendused

Laadimisvaiade toitemoodulid

C2680 messingit kasutatakse peamiselt seal, kus on esikohal mehaaniline tugevus ja vormimisvõime.

 

2.1 Täppisstantsimise ja vormimise kontroll vastavalt IATF 16949 nõuetele

Kõrge vooluga-lamineeritud siinid nõuavad sageli keerukat terminali geomeetriat, sealhulgas:

90 kraadi painutamine
Klemmide augud
Positsioneerimispesad
Vajutage-sobita struktuure
Neetimispunktides-

 

Tootmisparameetrid:

Progressiivse stantsimise tolerants: ±0,01 mm
Burri kõrguse reguleerimine: materjali paksus on väiksem või võrdne 10%.
Tööriista eluea jälgimine: 500 000 või rohkem tembeldustsüklit
CMM-i mõõtmete kontroll: kriitiliste mõõtmete puhul 100%.

In-stantsimine integreerib mehaanilise kinnituse stantsimisprotsessi, vähendades kooste variatsioone ja parandades tootmise järjepidevust.

 

Küsige tasuta DFM-i hindamist ja hinnapakkumist

 

 

Dielektriline kiht määrab lamineeritud siinide isolatsiooni töökindluse, termilise vastupidavuse ja mehaanilise stabiilsuse.

 

Suure võimsusega{0}}inverteri siinid peavad säilitama isolatsioonivõime järgmistel tingimustel:

Termiline jalgrattasõit

Kõrgepinge lülitus

Mehaaniline vibratsioon

Niiskuse kokkupuude

Levinud isolatsioonimaterjalid:

 

Isolatsioonimaterjal	Temperatuuri reiting	Dielektriline tugevus	Tüüpiline rakendus
Kaptoni polüimiidkile	269 ​​kraadi kuni 400 kraadi	>200kV/mm	SiC inverteri kõrge temperatuuriga tsoonid
PET film	-40 kraadi kuni 150 kraadi	150-250kV/mm	Standardsed EV toitemoodulid
Nomexi paber	Kuni 220 kraadi	Kõrge soojustakistus	ESS ja tööstuslikud elektrisüsteemid

 

3.1 Epoksiidpulbervärvimine vs lamineeritud siinide kileisolatsioon

 

Parameeter	Epoksiidpulbervärvimine	Polüimiid/PET-kile
Katte paksus	100-500μm	25-125μm
Dielektriline tugevus	>15kV/mm	>150kV/mm
Temperatuuritaluvus	120-180 kraadi	150-400 kraadi
Paksuse kontroll	Keskmine	Kõrge
Rakendus	Keerulised 3D osad	Lamineeritud täppisstruktuurid

 

EV inverteri lamineeritud siinide puhul tagab õhukese kile isolatsioon väiksema dielektrilise vahe, parandades elektromagnetilist jõudlust.

 

Nõutavad kvaliteedikontrollid:

Isolatsiooni paksuse mõõtmine

Kõrgepinge vastupidavuse test

Osalise tühjenemise test

Adhesiooni testimine

Termilise vananemise test

 

Tüüpilised valideerimisstandardid:

IEC 60664 isolatsiooni koordineerimine

UL 94 V-0 leegi reiting

ISO 16750 autotööstuse keskkonnatestid

 

 

 

Mitmekihilised lamineeritud siinid nõuavad kontrollitud termilist sidet vaskjuhtide ja isolatsioonimaterjalide vahel.

 

Tootmisjärjekord sisaldab:

Vaskpleki lõikamine ja stantsimine

Krossi eemaldamine ja pindade puhastamine

Plaaditöötlus

Isolatsioonikile positsioneerimine

Vaakumkuumpressimine

Terminali töötlemine

Elektriline ülevaatus

 

4.1 Kuumpressimisprotsessi parameetrid autotööstuses kasutatavaks tootmiseks

Tüüpilised tootmisparameetrid:

 

Protsessi parameeter	Juhtimisvahemik
Vajutage temperatuuri	150-220 kraadi
Vajutage survet	2-8 MPa
Kihtide joondamise tolerants	±0,1 mm
Tasasus	Vähem kui 0,05 mm või sellega võrdne
Liimimistugevus	Vastavalt materjali spetsifikatsioonile
Tootmise valideerimine	PPAP 3. tase

 

Halb lamineerimise kontroll võib põhjustada:

Õhutühjuse moodustumine

Osalised tühjenduspunktid

Isolatsiooni purunemine

Kihi nihkumine

Vaakumkuumpressimine eemaldab vase- ja dielektriliste kihtide vahele jäänud õhu, parandades{0}}pikaajalist elektrilist töökindlust.

 

 

Suure vooluga-klemmid nõuavad madala-takistusega liitekohti, mis suudavad taluda korduvat termilist tsüklit.

Levinud ühendamismeetodid hõlmavad laserkeevitust ja hõbedajootmist.

 

Keevitusmeetod	Laserkeevitus Cu{0}}Al	Vastupidavus hõbedane jootmine
Kuum{0}}mõjutatud tsoon	Väike	Suurem
Liigese tugevus	Kõrge	Kõrge
Elektritakistus	Madal	Väga madal
Tootmiskiirus	Kõrge	Keskmine
Sobivad materjalid	Vase, alumiiniumi kombinatsioonid	Vaskklemmid
Autotööstuse rakendus	Akumoodulid, inverteri klemmid	Kõrge voolu-kontaktid

 

Vasest{0}}alumiiniumist ühenduste jaoks:

Laserkeevitusparameetrid peavad kontrollima poorsust

Kiire energiatihedus nõuab optimeerimist

Ristlõike ülevaatus on-nõutav

 

Hõbeda jootmiseks:

Jootmissulami valik mõjutab juhtivust

Liigeste kliirensit tuleb kontrollida

Metallurgilise liimimise kvaliteet nõuab mikroskoopilist kontrolli

 

Kvaliteedikontroll hõlmab järgmist:

Keevisõmbluse{0}}ristlõike analüüs

Tõmbetugevuse katsetamine

Elektritakistuse mõõtmine

Termotsükli valideerimine

 

 

 

Autotööstuses kasutatavad lamineeritud siinid nõuavad kontrollitud tootmisprotsesse alates prototüübi valideerimisest kuni masstootmiseni.

Xiamen Apollo kehtib:

 

6.1 Mõõtmete kontroll vastavalt ±0,01 mm tolerantsinõuetele

 

Ülevaatusseadmed:

CMM koordinaatide mõõtmise masin

Optiline mõõtesüsteem

Paksusmõõtur

Pinna kareduse tester

 

Kriitilised mõõtmed:

Klemmi augu asend

Vasekihi joondamine

Isolatsiooni kliirens

Paigaldusliides

 

6.2 Elektri- ja töökindluse testimine

 

Testimisvõimalus sisaldab:

 

Testitav element	Standard / nõue
Dielektrilise vastupidavuse test	>15kV/mm isolatsioonivõime
DC takistuse test	Mikro-oomi taseme mõõtmine
Termiline jalgrattasõit	ISO 16750
Soolapihusti	ISO 9227
Lõhkemisrõhu test	Integreeritud jahutuskonstruktsioonide jaoks
PPAP dokumentatsioon	3. tase

 

Kvaliteedipakett sisaldab:

Protsessi voo skeem

PFMEA

Kontrolliplaan

MSA

SPC andmed

Materjali sertifikaadid

 

 

Suure võimsusega-inverteri lamineeritud siinid nõuavad samaaegset elektriliste, termiliste, mehaaniliste ja tootmisparameetrite juhtimist. Madala induktiivsusega struktuur alla 10nH sõltub juhtme sümmeetriast, dielektrilise paksuse reguleerimisest, vaskmaterjali valikust ja täppislamineerimisprotsessidest.

 

EV, ESS ja fotogalvaaniliste elektrienergia muundamise süsteemide jaoks pakub Xiamen Apollokohandatud lamineeritud siinitootmine DFM analüüsist, tööriistade arendamine, stantsimine, keevitamine, isolatsiooni lamineerimine, kontroll ja PPAP 3. taseme tarnimine.

 

 

1. Mis on tüüpiline PPAP 3. taseme tarneaeg kohandatud lamineeritud siinide jaoks?

PPAP 3. taseme tarnimine nõuab tavaliselt 4–8 nädalat pärast tööriista kinnitamist, sealhulgas mõõtmete kinnitamist, materjali kontrollimist ja tootmisdokumentatsiooni.

 

2. Kas lamineeritud siinide tootjad võivad autotööstuses tagada hallituse eluea?

Jah. Progressiivseid stantsimisstantse jälgitakse ennetavate hooldusplaanide alusel ja need on tavaliselt mõeldud enam kui 500 000 tembeldamistsükli jaoks.

 

3. Kuidas testitakse isolatsiooni paksust lamineeritud siinidel?

Isolatsiooni paksust kontrollitakse paksuse mõõtmise, dielektrilise vastupidavuse testimise ja elektriisolatsiooni valideerimisega vastavalt IEC standarditele.