بینش صنعت: فشار حرارتی زیرساخت های الکتریکی با قدرت بالا

با توجه به رشد نمایی بازارهای وسایل نقلیه الکتریکی (EV) ، به ویژه در راهروهای ترانزیتی اروپای مرکزی مانند جمهوری چک،ایستگاه های شارژ سریع جریان مستقیم (DCFC) در حال افزایش به مشخصات قدرت150kW تا 350kW+این تغییر به این معنی است که ماژول های تبدیل قدرت و کنترل کننده های اصلی PCBA باید به طور مداوم جریان های بالا را از100Aبه300A+. کار در زیر این بار گرمای طولانی مدت، بهینه سازی تبعید گرما و نگه داشتن افزایش دمای (ΔTدر حال حاضر یک معیار تکنولوژیکی اصلی برای اطمینان از زمان فعال شدن زیرساخت های شارژ سریع است.

نقطه درد اصلی: از دست دادن قدرت مقاومت و خطرات فرار حرارتی

اگر صفحه های برق ماژول شارژ EV با ردیابی های مس استاندارد و کم وزن مشخص شوند، در میدان با خطرات خرابکاری الکتریکی و فیزیکی مخرب مواجه می شوند:

• گرمایش شدید ژول:چگالی جریان بالا که از میان تقاطع های قطعی هدایت کننده محدود عبور می کند باعث از دست دادن انرژی مقاومتی شدید می شود و باعث افزایش ناگهانی محلی می شود که منجر به زغال سنگ شدن یا از بین رفتن لایه ها می شود.

• خستگی ترمو مکانیکی:بارگذاری شدید متناوب، پین های قطعات را به گسترش حرارتی مکرر مبتلا می کند، که منجر به ریز شکستگی در مفاصل جوش می شود، که مقاومت تماس را افزایش می دهد و یک حلقه حرارتی آسیب زا ایجاد می کند.

راه حل های فنی: تولید مس سنگین مبتنی بر پارامتر و مسیر گرمایی

برای نگه داشتن ارتفاع دمای تخته (ΔT) با اطمینان در محدوده های عملیاتی پایدار زمانی که ایستگاه شارژ در حداکثر ظرفیت کار می کند، انتخاب قطعات و طراحی باید یکپارچه شوندتکنولوژی های مس سنگینبابرق عمودی از طریق ماتریس:

1ظرفیت جریان پارامتر شده از طریق تکنولوژی مس سنگین

• قوانين روال:جایگزین استاندارد1 اونسفولیک مس از طریق ناقل های تحویل قدرت با ساختارهای مس سنگین و قوی که قادر به مدیریت تراکم های قدرت گسترده هستند.

• پشتیبانی پارامتر:مشخص کنید3 اونس (105μm) تا 6 اونس (210μm)مس سنگین برای مسیرهای جریان بالا.IPC-2152معیارهای طراحی جریان در مقابل افزایش درجه حرارت، این انتخاب منطقه قطعی فیزیکی ردیاب های فردی را گسترش می دهد.این مقاومت ردیابی را در محدوده میکرو اوم بدون گسترش اثر فضایی سیستم کاهش می دهد، کاهش گرمایش ژول بومی به طور مستقیم در منبع.

2. ماتریس های گرمایی با چگالی بالا و بشکهای مس تقویت شده

• قوانين روال:شبکه های متراکم از لوله های تبعید حرارتی اختصاص داده شده را مستقیماً زیر پد های قطعات سنگین (مانند MOSFET های قدرت و دیودها) قرار دهید تا وکتورهای مسیر را برای حذف گرما باز کند.

• پشتیبانی پارامتر:فشار یک الکترواستات پیشرفته از طریق دیواره ضخامت مس30μm(از استاندارد های IPC عمومی فراتر می رود) ، همراه با اپوکسی رسانای حرارتی با رسانایی بالا یا بسته بندی سوراخ فلزی جامد.این زیرساخت عمودی گرما را از نقاط گرم محلی به حوضه های مس مرجع بزرگتر و ماژول های گرمایش آلومینیومی متصل منتقل می کند.

3. انتخاب مواد FR-4 اصلاح شده با TG بالا و گرما

• قوانين روال:لامینات پایه را ارتقا دهید تا در معرض قرار گرفتن طولانی مدت در تولید گرما بدون تغییر ساختار مقاومت کنند.

• پشتیبانی پارامتر:مواد پایه ای که معادلShengyi S1000-2M High-TG (>=170°C)این پیکربندی همراه با لایه های مس سنگین، هدایت حرارتی یکنواخت را در سراسر صفحه تحت حداکثر بار تضمین می کند و از گیر انداختن حرارتی محلی جلوگیری می کند.

بررسی کیفیت: شبیه سازی شارژ و پروفایل گرماسی رادیومتریک

تأیید قابلیت اطمینان PCBA مس سنگین شامل پروتکل های آزمایش صریح کارخانه قبل از استفاده در زمینه است:

1. ارزیابی بار جریان مستمر:در حالی که با استفاده از تصویربرداری حرارتی مادون قرمز از صفحه ردیابی می شود، حداقل 4 ساعت به طور مداوم محدودیت های جریان اوج اسمی را اعمال کنید تا تأیید شود که حداکثر افزایش دمای ردیابی (ΔT) در امان است<=30°C.

2. مشخصات شوک حرارتی:مجموعه های تابع چرخه سریع بین-40°Cو125°Cبرای تایید صفر لایه کشی ساختاری در امتداد لایه های مرزی مس سنگین به رزین.

نتیجه گیری: خلاصه مشخصات قطعات

عملکرد قابل اعتماد در تنظیمات شارژ قدرت بالا به انتخاب دقیق مواد و متغیرهای مهندسی روشن بستگی دارد.مشخص کنندهاستاندارد تولید مس سنگین 3 اونس تا 6 اونس، حفظ>=30μmبشکهای مس فلز شدهو استفاده ازIPC-2152این راه برای از بین بردن خطرات شکست حرارتی و تضمین ایمنی طولانی مدت در شبکه های شارژ EV است.