적층형 인버터 버스바: 고전류 설계를 위한 기생 인덕턴스 감소 원리 및 주요 고려 사항

적층 구리 바의 핵심 장점은 '샌드위치' 적층 구조에서 비롯됩니다.{0}}양극 및 음극 전도성 구리층이 절연 매체(예: 폴리이미드 또는 에폭시 수지)를 통해 서로 단단히 쌓여 전류 방향이 반대이고 공간 위치가 겹치는 전도성 루프를 형성합니다. 높은-주파수, 높은-전류가 흐를 때 양극 및 음극 구리층의 전류는 크기는 동일하지만 방향은 반대인 자기장을 생성합니다. 이러한 자기장은 서로 상쇄되어 루프의 총 자속 쇄교를 크게 약화시켜 기생 인덕턴스를 크게 감소시킵니다. 실제 측정 데이터에 따르면 길이 200mm, 너비 100mm, 두께 0.5mm의 적층 구리 버스바는 기생 인덕턴스를 3~5nH까지 제어할 수 있는 반면, 동일한 크기의 병렬 버스바의 기생 인덕턴스는 최대 110nH까지 도달할 수 있으며 이는 20배 이상의 차이입니다. 이러한 낮은 인덕턴스 특성은 전압 스파이크를 억제할 뿐만 아니라 스위칭 손실을 줄이고 전자기 간섭(EMI)을 낮추며 전체 시스템 효율성과 신뢰성을 향상시킵니다.

통신용 적층 버스 바 설계에는 네 가지 핵심 요소에 주의가 필요합니다. 첫째, 전류 경로의 중첩 영역을 최대화하고 나머지 루프 영역을 최소화하기 위해 양극 및 음극 구리층이 엄격하게 평행하고 중첩되어야 합니다. 둘째, 절연층 두께는 가능한 한 최소화되어야 하며, 이론적으로 간격이 작을수록 자기장 상쇄 효과가 더 커집니다. 셋째, 적층형 버스바의 폭을 합리적으로 설계해야 합니다. 구리 층이 넓을수록 고주파수 표피 효과 하에서 전류 분포의 균일성이 향상되고 인덕턴스가 더욱 억제될 수 있기 때문입니다. 넷째, 전원 장치(예: IGBT)와 DC 지원 커패시터 간의 연결 거리를 최소화하여 추가 루프 인덕턴스를 줄이려면 장착 구멍 위치를 대칭으로 배열해야 합니다. 또한 적층형 인버터 버스바는 높은 전류 전달 용량(단위 단면적당 3-5A/mm²), 높은 방열 효율(다-층의 얇은 구리 구조로 방열 면적이 증가함), 컴팩트한 구조(흩어진 케이블을 대체하는 통합 설계) 등의 장점을 갖고 있으며, 신에너지 자동차 인버터, 태양광 에너지 저장 변환기, 산업용 주파수 변환기, 철도 등 고전류 시나리오에 널리 사용됩니다. 대중교통 견인 시스템.

기생 인덕턴스를 정량화하려면 업계 표준 테스트 방법인 이중-펄스 테스트가 필요합니다.- 테스트 중에는 하프-브리지 회로를 구성해야 합니다. 로우-측 스위치를 통해 이중-펄스 신호가 인가되고, 상부-암 장치(IGBT 등)의 컬렉터-이미터 전압(Vce)과 전류 파형이 측정됩니다. 켜질 때 전류 변화가 더 안정적이고 환류 다이오드의 역회복 전류로 인한 간섭을 피하므로 측정을 위해 켜기-과도(끄기{11}})를 선택하는 것이 중요합니다. L=ΔVce / (di/dt) 공식에 따라 루프의 총 기생 인덕턴스는 켜짐- 순간의 전압 스파이크(ΔVce)와 전류 변화율(di/dt)을 읽어 계산할 수 있습니다. 실제 측정에서 적층 버스바 커넥터를 사용하는 루프의 기생 인덕턴스는 일반적으로 약 75nH인 반면, 기존 병렬 버스바의 기생 인덕턴스는 200nH를 초과하여 적층 구조의 중요한 장점을 입증합니다.

전원 공급 장치를 선택할 때 정격 전류에 따라 적절한 솔루션을 선택해야 합니다. 100A 미만 애플리케이션의 경우 절연층 두께가 0.2-0.3mm인 기존의 적층 버스바 전력 솔루션을 사용할 수 있습니다. 100-500A 애플리케이션의 경우 더 두꺼운 구리층과 0.3-0.5mm의 절연층 두께가 필요합니다. 500-1000A 애플리케이션의 경우 절연층 두께가 0.5mm인 다층 적층 구조가 필요합니다. 1000A 이상의 애플리케이션의 경우 시뮬레이션을 통해 최적화된 전류 분포 및 단락 강도를 갖춘 맞춤형 설계가 필요합니다. 설계 과정에서는 전류 루프 면적을 최소화하는 동시에 열 방출 요구 사항과 기계적 강도도 고려해야 한다는 원칙을 준수해야 합니다. 고전압 애플리케이션의 경우 절연 내전압 정격도 확인해야 합니다.