Logic cốt lõi và hướng dẫn thực hành về thanh cái nhiều lớp để giảm điện cảm ký sinh

Chìa khóa giúp giảm đáng kể độ tự cảm ký sinh của Thanh cái nhiều lớp nằm ở thiết kế cấu trúc độc đáo và nguyên lý khử từ trường. Trong các thanh cái song song truyền thống, dòng điện chạy từ cực dương, đi qua tải và trở về từ cực âm. Từ trường được tạo ra bởi các thanh cái dương và âm chồng lên nhau, làm cho toàn bộ mạch về cơ bản là một cuộn cảm lớn, dẫn đến độ tự cảm ký sinh cao liên tục. Tuy nhiên, Thanh cái biến tần nhiều lớp sử dụng cấu trúc lớp-sandwich của "cực dương-lớp cách điện-cực âm". Kết nối chính xác của Đầu nối thanh cái nhiều lớp giúp tối ưu hóa hơn nữa đường dẫn dòng điện và tăng cường hiệu ứng khử từ trường.

Khi dòng điện chạy giữa cực dương và cực âm của Giải pháp nguồn thanh cái nhiều lớp, từ trường do hai dòng điện tạo ra có hướng ngược nhau và có độ lớn bằng nhau, triệt tiêu lẫn nhau. Điều này làm giảm đáng kể độ tự cảm ký sinh tổng thể, đây là lý do cốt lõi dẫn đến đặc tính độ tự cảm thấp của Đầu nối thanh cái nhiều lớp. Thiết kế cấu trúc này không chỉ làm giảm điện cảm ký sinh mà còn tối ưu hóa sự phân bổ dòng điện, giảm hiệu ứng bề mặt và cải thiện khả năng mang dòng-của thanh cái, thích ứng với các điều kiện vận hành dòng-cao. Dựa trên nguyên tắc này, Giải pháp nguồn thanh cái nhiều lớp cung cấp nguồn điện ổn định cho các thiết bị nguồn.

Từ góc độ thành phần điện cảm vòng lặp, độ tự cảm ký sinh của các thành phần khác nhau thay đổi đáng kể: độ tự cảm ký sinh điển hình của mô-đun IGBT nửa cầu-62mm là khoảng 20nH, độ tự cảm đạo trình của chính tụ điện bus là 15-40nH, trong khi độ tự cảm ký sinh của thanh cái song song dài 0,2m đạt 110nH, so với chỉ 3-5nH đối với một BusBar nhiều lớp có cùng chiều dài đối với Mersen, thể hiện hiệu ứng khử từ trường đáng kể. Do đó, đối với IGBT dòng điện cao, đặc biệt là mạch điện SiC, Infineon khuyến nghị rõ ràng nên ưu tiên sử dụng Thanh cái nhiều lớp. Thanh cái nhiều lớp dành cho Mersen hoàn toàn phù hợp với các mạch điện đòi hỏi khắt khe này.

Nắm vững các phương pháp đo độ tự cảm ký sinh là rất quan trọng để tối ưu hóa thiết kế của Thanh cái bằng đồng nhiều lớp và đảm bảo sự ổn định của mạch điện. Kiểm tra xung-kép là phương pháp đo tiêu chuẩn nhất trong ngành. Phương pháp này bao gồm việc xây dựng mạch kiểm tra xung-kép, tạo ra hai xung bằng cách sử dụng công tắc phía-thấp và đo dạng sóng điện áp Vce của nhánh cầu trên IGBT để định lượng giá trị điện cảm ký sinh. Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn này thường được sử dụng để phát hiện độ tự cảm ký sinh của Thanh cái nhiều lớp.