One27 Bild Teaser 4000x1400px
Преобразуватели на енергия в ерата на технологичната трансформация

Преобразуватели на енергия в ерата на технологичната трансформация

По-малък. По-мощен. По-интелигентен

Новите полупроводникови материали, модулните конструктивни концепции и интегрирането на допълнителни функционалности са движещата сила зад следващата еволюционна фаза на силовите преобразуватели.

Силовите преобразуватели са в процес на преобразуване: новите материали позволяват по-високи честоти на превключване и по-компактни конструкции. Тези технологични напредъци стимулират по-специално силовите преобразуватели (AC/DC, както и DC/DC преобразуватели) – централни компоненти на съвременни приложения като електромобилността и системите за възобновяема енергия. В хода на това развитие все по-голямо значение придобиват и иновативните технологии за свързване, които позволяват по-висока ефективност, миниатюризация и функционалност.

По-долу разглеждаме основните технологични разработки в областта на силовите преобразуватели и показваме как тези тенденции ще повлияят трайно на бъдещето на силовата електроника.


Webseiten Menu Bilder M P A Produktfinder
Вече имате конкретна представа за необходимия съединител?

Кликнете тук, за да отворите търсачката за продукти »

Технологичните иновации определят съвременните преобразуватели на енергия

Преобразувателите на енергия – в центъра на съвременното енергоснабдяване

Фиг. 1: PCI с конфигурация на (x8) линии
Чрез регулирането на нивата на напрежението и минимизирането на енергийните загуби, силовите преобразуватели представляват сърцевината на съвременните системи за електрозахранване. Възможностите за растеж на пазара на силовите преобразуватели се дължат на разцвета на електромобилността, напредъка в индустриалната автоматизация и разширяването на системите за възобновяема енергия. Актуалните технологични разработки в областта на силовите преобразуватели са насочени към удовлетворяване на нарастващите изисквания за ефективност, миниатюризация и функционалност.

Новите полупроводникови технологии осигуряват по-високи честоти на превключване и по-компактни конструкции

Прилагането на нови полупроводникови технологии като карбид на силиций (SiC) и нитрид на галий (GaN) позволява значително по-високи честоти на превключване, което дава възможност за по-компактни и ефективни конструкции с подобрено време за реакция и точност на регулиране. Полупроводниците с широка енергийна лента (WBG), например SiC и GaN, притежават по-добри електрически свойства по отношение на скоростта на превключване, устойчивостта на напрежение, както и по отношение на загубите, което позволява по-ефективна работа при по-високи температури. Чрез увеличаване на честотата на превключване теглото и размерите на пасивните компоненти, като кондензатори, могат да бъдат намалени, а конструкциите да бъдат реализирани по-компактно. 

Миниатюризация и повишаване на ефективността

Новите схематични топологии, както и напредъкът в производствените технологии, водят до все по-малки силови преобразуватели и поставят високи изисквания към термичното управление и електрическото оформление, тъй като високата плътност на монтажа и по-късите електрически трасета трябва едновременно да водят до по-малки загуби. Използването на оптимизирани радиатори и изолирани метални субстрати (IMS) повишава надеждността на силовите преобразуватели и подобрява отвода на топлината. Усъвършенстваните функции за управление на енергията позволяват динамично адаптиране на енергопотреблението според изискванията на натоварването. 

Модулизация и стандартизация на възли

Успоредно с това модулизацията придобива все по-голямо значение. Благодарение на стандартизираните компоненти и модулни системи модулите могат да се конфигурират гъвкаво, да се мащабират и да се поддържат по-лесно, което съкращава времето за разработка и намалява разходите.

Интелигентни системи с разширени функционалности

Този напредък се допълва от все по-интелигентни системи с разширени диагностични и мониторингови функции, от цифрови технологии за управление, както и от интегрирането на разширени функции за безопасност и защита. Функциите за диагностика и мониторинг позволяват превантивна поддръжка, осигуряват по-добро откриване на грешки, а чрез цифровите технологии за управление мощността на преобразувателите може да бъде оптимизирана чрез софтуерни актуализации. Защитните функции срещу претоварване, прегряване и пренапрежение осигуряват повишена надеждност и удължен експлоатационен живот на силовите преобразуватели. 

Предизвикателства в веригата на доставки и недостиг на компоненти

Въпреки технологичния напредък производителите на силови преобразуватели се сблъскват с продължаващи предизвикателства в глобалната верига за доставки. Недостигът на важни компоненти – по-специално силови полупроводници, пасивни компоненти и управляващи интегрални схеми – води до забавяния и нарастващи разходи. Особено засегнати са съвременните полупроводници с широка енергийна лента като SiC и GaN, чието високо търсене и сложно производство ограничават наличността. За да гарантират способността си за доставки, много компании залагат на стратегии като диверсификация на доставчиците, регионално производство и дългосрочни партньорства.

Изисквания към технологиите за свързване на бъдещето  

Описаните технологични разработки в областта на силовите преобразуватели оказват пряко влияние върху изискванията към съединителната техника. Нарастващите изисквания за миниатюризация, ефективност и функционалност променят не само разположението на печатните платки, но и изискванията към съединителите и свързващите компоненти. Една от основните характеристики на съвременните преобразуватели на мощност, както и на съвременните съединители, е тяхната гъвкавост и съответно способността им да се адаптират към различните изисквания на различни индустрии.

По-малко място, повече функционалност – търсене на миниатюрни съединители

Тенденцията към миниатюризация принуждава разработчиците да пестят всеки милиметър, дори и при свързващите технологии. Особено при високоинтегрираните печатни платки остава само ограничено пространство за конектори. Затова са необходими компактни, но все пак мощни системи от конектори, които въпреки малките си размери могат да пренасят високи токове и напрежения – при едновременно надеждно електрическо свързване.

По-големите натоварвания изискват по-здрави решения

Нарастващите електрически изисквания – например поради по-високи честоти на превключване или работни температури – увеличават и механичните и термичните натоварвания върху съединителите. Съответно нараства нуждата от здрави, устойчиви на вибрации и термоустойчиви решения за свързване, които да работят надеждно дори при тежки експлоатационни условия. Механичните кодировки, заключващите механизми и оптимизираната геометрия на контактите допринасят за избягване на грешки при включването и проблеми с контактите.

Ефективен дизайн благодарение на модулни решения за свързване

Модулните конструкции придобиват все по-голямо значение в силовата електроника, тъй като осигуряват гъвкавост, мащабируемост и бързи адаптации. За свързващата техника това означава, че системите с конектори трябва да бъдат не само надеждни и мощни, но и гъвкаво мащабируеми, индивидуално адаптируеми и лесни за обслужване. Тези изисквания могат да бъдат изпълнени благодарение на широкия избор от брой на полюсите и конструкции, възможността за специално оборудване и здравите механизми при процеса на запояване и съединяване. По този начин модулните системи за съединители допринасят решаващо за удължаване на експлоатационния живот на системите и за намаляване на общите експлоатационни разходи.

Предизвикателства в веригата на доставки и недостиг на компоненти

Световният недостиг на компоненти оставя ясни следи и в областта на свързващата техника. Благородните метали, специалните контактни материали и термоустойчивите пластмаси не само са по-трудно достъпни, но и са станали значително по-скъпи. Резултатът е удължени срокове за доставка и по-високи разходи за материали, както и повишени разходи за енергия в производствения процес. За да се гарантира сигурността на доставките, аспекти като тясното сътрудничество с доставчиците, предвидливото планиране, както и гъвкавите и адаптивни стратегии за проектиране придобиват все по-голямо значение.

Как съвременните съединители могат да отговорят на тези изисквания

Наред с технологичните разработки и изискванията към проектирането на високопроизводителни електронни системи, все по-голямо внимание се обръща и на икономическите и стратегическите фактори. Потребителите и възложителите очакват решения, които са убедителни от техническа гледна точка и са устойчиви в дългосрочен план по отношение на наличността, стандартизацията и разходите.

Висока плътност на мощността на минимална площ

    Съединителите с малък стъпков размер са идеални за използване в преобразуватели на мощност; те заемат малко място на печатната платка и по този начин спомагат за проектирането на особено компактни и високоефективни електронни модули. Стъпковият размер от 1,27 мм на продуктовата група One27 на ept представлява идеален компромис между миниатюризация, електрическа производителност и механична стабилност.

    Гъвкавост благодарение на модулната система

    Модулната система на продуктовата група One27 предлага разнообразни възможности за индивидуално проектиране на свързващи решения. Широкият избор от конструкции, височини и брой полюси позволява плавно регулиране на хоризонталното разстояние между печатните платки от 8,0 до 20,00 mm – реализирано чрез припокриване на контактите от 2,4 mm. Освен паралелни (хоризонтални) връзки са възможни и подредби под 90° и 180°, което осигурява висока гъвкавост при разполагането на печатните платки. В допълнение, кабелните връзки позволяват гъвкаво разположение на модула, компенсиране на допуските, както и реализиране на индивидуални разстояния. Кабелите се предлагат в различни дължини и изолации – в зависимост от механичните или термичните изисквания. Освен това са възможни специални конфигурации, като частично оборудване или закъснели контакти, за да се отговори целенасочено на специфични електрически или механични изисквания.
    Bild 2
    Продуктова група One27

    Устойчивост за сурови условия

    Продуктовата група One27 се отличава с висока издръжливост, което е от особено значение при използването ѝ в автомобилния сектор. От механична гледна точка продуктовата серия One27 впечатлява с висока устойчивост на вибрации и стабилност, което е от съществено значение за приложението ѝ в автомобилната индустрия. Дори при тежки условия електрическата връзка остава надеждна. Освен това продуктовата група One27 разполага с практични механични характеристики като защита срещу завъртане за правилно свързване, позициониращи щифтове за точно поставяне, както и скосени ръбове, които компенсират ъгловите и центровите отклонения при включване. Тези характеристики улесняват монтажа и осигуряват сигурна, прецизна и дълготрайна връзка.
    Освен това изборът на изолационен материал е решаващ за температурната устойчивост. LCP (Liquid Crystal Polymer) е оптимално подходящ за работни температури от -55°C до +125°C благодарение на класа на възпламенимост UL 94 V 0 и отговаря на високите изисквания на автомобилната индустрия.

    Носимост на ток

    Abbildung2
    Фигура xy: 
Токопоносимост на контакт в зависимост от броя на полюсите и броя на токопроводящите контакти
    Благодарение на подбраните материали и оптимизираната геометрия на контактите, продуктовата група One27 може надеждно да предава високи токове, без да се стига до прегряване или спад в мощността. Изработката на контактите, по-специално използването на специални медни сплави, осигурява ниско съпротивление на прехода и ефективно отвеждане на топлината. Това гарантира стабилна връзка дори при екстремни условия на експлоатация.
     
    Токопоносимостта зависи от броя на полюсите и броя на токопроводящите контакти. Причината за това е, наред с другото, по-малкото образуване на горещи точки във вътрешността на съединителите с малък брой полюси.

    Надеждна верига за доставки благодарение на регионалното производство

    Друго важно предимство на продуктовата група One27 е разработването и производството в рамките на Европейския съюз, което гарантира надеждна верига на доставки с къси разстояния. Това регионално производство е гаранция за най-високи стандарти за качество и едновременно с това осигурява навременната наличност на компонентите – решаващ фактор за производителите, които разчитат на бързи реакционни времена.

    Заключение и перспективи

    icon info r
    Преобразувателите на мощност са основни компоненти на съвременното енергоснабдяване – от електромобилността до възобновяемите енергийни източници. Бъдещите разработки се фокусират върху по-висока плътност на мощността, компактни конструкции, по-висока ефективност и по-голяма интелигентност на системата. Новите полупроводникови материали като SiC и GaN ще подобрят значително мощността и термичното поведение.

    Успоредно с това нарастват и изискванията към технологията за свързване. Модулните съединители трябва да съчетават висока електрическа мощност и предаване на данни в една компактна, здрава и гъвкава система. Системата One27 на ept отговаря идеално на тези изисквания и по този начин е решаващ фактор за следващото поколение мощни и перспективни преобразуватели. Днес технологията за свързване е основен двигател на иновациите и вече не е просто страничен елемент.

    Търсите конкретен конектор?

    Избор на нулиране
    Списък на продуктите
    Motive Web Kurzbeschreibung Kontakt 1640x1195px
    Имате ли въпроси?
    Моля, свържете се с нас!

    Заявка чрез формуляра

    +49 8861 2501 0

    sales@ept.de

    Съобщението Ви беше изпратено.

    Благодарим Ви за проявения интерес – ще разгледаме запитването Ви във възможно най-кратък срок.

    Формуляр за контакт

    Полетата, отбелязани със *, са задължителни.

    Лични данни

    Вашето съобщение

    Политика за защита на личните данни

    Можете да видите нашата декларация за защита на личните данни тук.

    Съобщението Ви беше изпратено.

    Благодарим Ви за проявения интерес – ще разгледаме запитването Ви във възможно най-кратък срок.

    Формуляр за контакт

    Полетата, отбелязани със *, са задължителни.

    Лични данни

    Отзоваване

    Вашето съобщение

    Интересувам се от

    Информационни материали

    Политика за защита на личните данни

    Можете да видите нашата декларация за защита на личните данни тук.

    Благодарим Ви за проявения интерес

    Тук можете да изтеглите документа:

    Изтеглете документа

    Преди да изтеглите документа, моля, попълнете следните полета. Благодарим Ви.

    Полетата, отбелязани със *, са задължителни.

    Лични данни

    Политика за защита на личните данни

    Можете да видите нашата декларация за защита на личните данни тук.

    Вашето съобщение беше изпратено.

    Благодарим Ви за проявения интерес към нашето събитие за създаване на контакти след изложението „Electronica“. Ще разгледаме заявката Ви и ще Ви потвърдим участието възможно най-скоро.

    Формуляр за запитване

    Полетата, отбелязани със *, са задължителни.

    Лични данни

    Политика за защита на личните данни

    Можете да видите нашата декларация за защита на личните данни тук.

    Благодарим Ви!

    Скоро ще се свържем с Вас, за да обсъдим Вашите изисквания. Ще изготвим и Ви изпратим подробен доклад за високоскоростните характеристики, както и S-параметри за симулация на Вашия собствен проект.

    Поискайте характеристиките на HighSpeed + S-параметрите за симулиране на вашия собствен проект

    Полетата, отбелязани със *, са задължителни.
    Можете да видите нашата декларация за защита на личните данни тук.

    Благодарим Ви за запитването

    Ще разгледаме Вашите изисквания и ще се свържем с Вас възможно най-скоро.

    Вашите изисквания към необходимия конектор

    Полетата, отбелязани със *, са задължителни за попълване. Моля, попълнете ги.

    Лице за контакт

    Вашето запитване

    Грешен файлов формат! Моля, изберете PDF или JPG файл.
    Можете да видите нашата декларация за защита на личните данни тук.

    Благодарим Ви за запитването

    Ще разгледаме Вашите изисквания и ще се свържем с Вас възможно най-скоро.

    Заявка за персонализиране на съединители

    Полетата, отбелязани със *, са задължителни за попълване. Моля, попълнете ги.

    Лице за контакт

    Вашето запитване

    Грешен файлов формат! Моля, изберете PDF или JPG файл.
    Можете да видите нашата декларация за защита на личните данни тук.