Entschlüsselung der inneren Struktur laminierter Sammelschienen für Leistungskondensator-Gleichstromverbindungen, um einen effizienten Betrieb leistungselektronischer Geräte zu ermöglichen

Im Zuge der Modernisierung der Leistungselektronikindustrie hin zu höherer Effizienz und Miniaturisierung werden die laminierten Sammelschienen für Leistungskondensator-Gleichstromverbindungen als Kernkomponente zum Verbinden von Kondensatoren und Leistungsmodulen (IGBT/SiC) aufgrund ihres einzigartigen strukturellen Designs häufig in Geräten wie Frequenzumrichtern, Wechselrichtern für neue Energiefahrzeuge und Hochleistungsstromversorgungen eingesetzt. Es ist als „Autobahn“ des Stromverteilungssystems bekannt. Der wissenschaftliche Charakter seiner internen Struktur bestimmt direkt die Betriebseffizienz und Stabilität leistungselektronischer Geräte und macht sie zu einem zentralen Schwerpunkt der Aufmerksamkeit der Industrie.

Der Kern des internen Strukturdesigns der laminierten Sammelschiene für Leistungskondensatoren liegt im mehrschichtigen Verbund und der Integration mit hoher{1}}Dichte. Durch das präzise Stapeln und Heißpressen von leitenden Schichten, isolierenden Schichten und Klebeschichten entsteht eine integrierte Struktur mit leitenden, isolierenden und mechanischen Stützfunktionen. Der Kern besteht aus drei Teilen: Leitschicht, Isolierschicht und Klebeschicht. Das Zusammenwirken der einzelnen Schichten gewährleistet die Stabilität und Sicherheit der Kraftübertragung.

Die leitende Schicht als Kernträger der Stromübertragung besteht meist aus dünner Kupfer- oder Aluminiumfolie und ist in positive und negative Platten unterteilt, die die Funktionen der Stromein- und -abgabe übernehmen. Die Isolierschicht liegt zwischen den leitenden Schichten und besteht aus hochleistungsfähigen Isoliermaterialien wie Polyimid und Polyester, um Kurzschlüsse zwischen den positiven und negativen Elektroden zu verhindern. Die Klebeschicht wird verwendet, um die leitende Schicht und die Isolierschicht fest zu verbinden, wodurch die Steifigkeit der Gesamtstruktur gewährleistet, die seismische Leistung verbessert und die Anpassung an komplexe Arbeitsbedingungen für Stromschienen für elektrische Schweißmaschinen gewährleistet wird.

Um die strengen Anforderungen leistungselektronischer Geräte an eine geringe parasitäre Induktivität zu erfüllen, verfügt die laminierte Sammelschiene über eine gestapelte, eng verflochtene Struktur. Dadurch wird sichergestellt, dass die positiven und negativen Platten parallel und nahe beieinander angeordnet sind. Dabei wird das Prinzip der gegenseitigen Aufhebung von Strom und Magnetfeldern genutzt, um die Streuinduktivität deutlich zu reduzieren. Dieses Design eignet sich für schnell schaltende IGBT-Geräte und verhindert, dass Spannungsspitzen die Geräte beschädigen. Gleichzeitig sind im Inneren präzise Öffnungen für die Verbindung mit den Kondensatorstiften vorgesehen, was einen minimalen Verbindungswiderstand gewährleistet und die Übertragungseffizienz verbessert.

Die mehrschichtige Verbundstruktur bietet laminierten Sammelschienen drei wesentliche Vorteile: extrem niedrige parasitäre Induktivität zur Unterdrückung von Spannungsspitzen und zum Schutz von Leistungsmodulen; äußerst kompaktes Design, um Platz im Innenraum zu sparen und das Layout des Stromverteilungssystems zu optimieren; und hervorragende Stromtragfähigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung der Stromübertragungsverluste, wodurch es für die hohen Leistungsanforderungen im Bereich der Leistungselektronik sowie für die Installation und den Betrieb verschiedener leistungselektronischer Geräte geeignet ist.

Brancheninsider sagen, dass mit der Entwicklung leistungselektronischer Geräte hin zu höherer Leistung und höherer Frequenz die Anforderungen an die strukturelle Präzision, die Isolationsleistung und die Strombelastbarkeit von laminierten Stäben weiter steigen werden. Durch die Optimierung der Materialauswahl und des Strukturdesigns, beispielsweise durch die Anpassung an spezifische Szenarien wie laminierte Sammelschienen für Leistungskondensator-Gleichstromverbindungen, werden laminierte Stäbe auch in Zukunft neue Energiequellen, industrielle Automatisierung und andere Bereiche vorantreiben und die qualitativ hochwertige Entwicklung der Leistungselektronikindustrie fördern.

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