One27 Bild Teaser 4000x1400px
Przetworniki mocy w obliczu zmian technologicznych

Przetworniki mocy w obliczu zmian technologicznych

Mniejszy. Mocniejszy. Inteligentniejszy

Nowe materiały półprzewodnikowe, modułowe koncepcje konstrukcyjne oraz integracja dodatkowych funkcji napędzają kolejny etap ewolucji przetworników mocy.

Przetwornice mocy przechodzą obecnie transformację: nowe materiały umożliwiają wyższe częstotliwości przełączania i bardziej kompaktową konstrukcję. Postęp technologiczny ten napędza w szczególności rozwój przetwornic mocy (AC/DC oraz DC/DC) – kluczowych elementów nowoczesnych zastosowań, takich jak e-mobilność i systemy energii odnawialnej. Wraz z tym rozwojem na znaczeniu zyskują również innowacyjne technologie łączenia, które umożliwiają wyższą wydajność, miniaturyzację i funkcjonalność.

Poniżej omówimy kluczowe zmiany technologiczne w dziedzinie przetworników mocy i pokażemy, jak te trendy będą trwale wpływać na przyszłość elektroniki mocy.


Webseiten Menu Bilder M P A Produktfinder
Mają Państwo już konkretne wyobrażenie o potrzebnym złączu wtykowym?

Tutaj można przejść do wyszukiwarki produktów »

Nowoczesne przetworniki mocy charakteryzują się innowacjami technologicznymi

Przetworniki mocy w centrum uwagi nowoczesnego zaopatrzenia w energię

Rys. 1: Konfiguracja PCI na podstawie (x8) linii
Przetwornice mocy, dzięki regulacji poziomów napięcia oraz minimalizacji strat energii, stanowią serce nowoczesnych systemów zasilania. Szanse na rozwój rynku przetwornic mocy wynikają z dynamicznego rozwoju elektromobilności, postępów w automatyce przemysłowej, a także rozbudowy systemów energii odnawialnej. Aktualne zmiany technologiczne w zakresie przetworników mocy koncentrują się na sprostaniu rosnącym wymaganiom w zakresie wydajności, miniaturyzacji i funkcjonalności.

Nowe technologie półprzewodnikowe zapewniają wyższe częstotliwości przełączania i bardziej kompaktowe konstrukcje

Zastosowanie nowych technologii półprzewodnikowych, takich jak węglik krzemu (SiC) i azotek galu (GaN), pozwala na osiągnięcie znacznie wyższych częstotliwości przełączania, co umożliwia tworzenie bardziej kompaktowych i wydajnych konstrukcji o skróconym czasie reakcji i większej precyzji regulacji. Półprzewodniki szerokopasmowe (WBG), na przykład SiC i GaN, mają lepsze właściwości elektryczne pod względem szybkości przełączania, wytrzymałości na napięcie, a także strat, co pozwala na bardziej wydajną pracę w wyższych temperaturach. Dzięki zwiększeniu częstotliwości przełączania można zmniejszyć masę i rozmiar elementów pasywnych, takich jak kondensatory, a konstrukcje mogą być bardziej kompaktowe. 

Miniaturyzacja i zwiększenie wydajności

Nowe topologie obwodów oraz postępy w technologii produkcji skutkują coraz mniejszymi przetwornikami mocy i stawiają wysokie wymagania w zakresie zarządzania temperaturą oraz układu elektrycznego, ponieważ gęste upakowanie i krótsze ścieżki elektryczne mają jednocześnie prowadzić do zmniejszenia strat. Zastosowanie zoptymalizowanych radiatorów i izolowanych podłoży metalowych (IMS) zwiększa niezawodność przetworników mocy i poprawia odprowadzanie ciepła. Zaawansowane funkcje zarządzania energią umożliwiają dynamiczne dostosowanie zużycia energii do wymagań obciążenia. 

Modularyzacja i standaryzacja podzespołów

Równolegle coraz większego znaczenia nabiera modularyzacja. Dzięki znormalizowanym podzespołom i systemom modułowym moduły można elastycznie konfigurować, skalować i łatwiej konserwować, co skraca czas opracowywania i obniża koszty.

Inteligentne systemy o rozszerzonej funkcjonalności

Postęp ten uzupełniają coraz bardziej inteligentne systemy z rozszerzonymi funkcjami diagnostycznymi i monitorującymi, cyfrowe technologie sterowania oraz integracja zaawansowanych funkcji bezpieczeństwa i zabezpieczeń. Funkcje diagnostyczne i monitorujące umożliwiają konserwację zapobiegawczą, zapewniają lepsze wykrywanie błędów, a dzięki cyfrowym technikom sterowania wydajność przetworników można optymalizować za pomocą aktualizacji oprogramowania. Funkcje zabezpieczające przed przetężeniem, przegrzaniem i przepięciem zapewniają zwiększoną niezawodność i wydłużoną żywotność przetworników mocy. 

Wyzwania związane z łańcuchem dostaw i niedoborem komponentów

Pomimo postępu technologicznego producenci przetworników mocy borykają się z utrzymującymi się wyzwaniami w globalnym łańcuchu dostaw. Niedobór kluczowych komponentów – zwłaszcza półprzewodników mocy, elementów pasywnych i układów scalonych sterujących – powoduje opóźnienia i wzrost kosztów. Szczególnie dotyczy to nowoczesnych półprzewodników szerokopasmowych, takich jak SiC i GaN, których wysoki popyt i złożony proces produkcji ograniczają dostępność. Aby zapewnić zdolność dostaw, wiele firm stawia na strategie takie jak dywersyfikacja dostawców, produkcja regionalna i długoterminowe partnerstwa.

Wymagania dotyczące technologii łączenia przyszłości  

Opisane zmiany technologiczne w zakresie przetworników mocy mają bezpośredni wpływ na wymagania stawiane technice połączeń. Rosnące wymagania dotyczące miniaturyzacji, wydajności i funkcjonalności zmieniają nie tylko układ płytek drukowanych, ale także wymagania dotyczące złączy i elementów przyłączeniowych. Kluczową cechą nowoczesnych przetworników mocy oraz nowoczesnych złączy jest wszechstronność, a tym samym zdolność do dostosowania się do różnych wymagań różnych branż.

Mniej miejsca, więcej funkcji – rośnie popyt na zminiaturyzowane złącza

Trend w kierunku miniaturyzacji zmusza projektantów do oszczędzania każdego milimetra również w zakresie techniki połączeń. Zwłaszcza na wysoce zintegrowanych płytkach drukowanych dostępna jest już tylko ograniczona powierzchnia na złącza. Potrzebne są zatem kompaktowe, a jednocześnie wydajne systemy złączy, które pomimo niewielkich rozmiarów są w stanie przenosić duże prądy i napięcia – przy jednoczesnym zapewnieniu niezawodnego styku elektrycznego.

Większe obciążenia wymagają solidniejszych rozwiązań

Rosnące wymagania elektryczne – wynikające na przykład z wyższych częstotliwości przełączania lub temperatur roboczych – powodują również wzrost obciążeń mechanicznych i termicznych działających na złącza. W związku z tym rośnie zapotrzebowanie na solidne, odporne na wibracje i odporne na temperaturę rozwiązania łączące, które będą działać niezawodnie nawet w trudnych warunkach eksploatacyjnych. Kodowanie mechaniczne, blokady i zoptymalizowana geometria styków pomagają uniknąć nieprawidłowego podłączenia i problemów z kontaktami.

Efektywna konstrukcja dzięki modułowym rozwiązaniom łączącym

Konstrukcje modułowe zyskują coraz większe znaczenie w elektronice mocy, ponieważ zapewniają elastyczność, skalowalność i możliwość szybkiego dostosowania. W kontekście techniki połączeń oznacza to, że systemy złączy muszą być nie tylko niezawodne i wydajne, ale także elastycznie skalowalne, dostosowywane do indywidualnych potrzeb oraz łatwe w serwisowaniu. Wymagania te można spełnić dzięki szerokiemu wyborowi liczby biegunów i konstrukcji, możliwości zastosowania specjalnych elementów oraz solidnym mechanizmom podczas lutowania i wtykania. W ten sposób modułowe systemy złączy w decydujący sposób przyczyniają się do wydłużenia żywotności systemów i obniżenia całkowitych kosztów eksploatacji.

Wyzwania związane z łańcuchem dostaw i niedoborem komponentów

Również w branży techniki połączeń odczuwalne są wyraźne skutki globalnego niedoboru komponentów. Metale szlachetne, specjalistyczne materiały stykowe i tworzywa sztuczne odporne na wysokie temperatury są nie tylko trudniej dostępne, ale także znacznie droższe. Skutkiem tego są wydłużone terminy dostaw i wyższe koszty materiałów, a także wzrost kosztów energii w procesie produkcyjnym. Aby zapewnić bezpieczeństwo dostaw, coraz większego znaczenia nabierają takie aspekty, jak ścisła współpraca z dostawcami, planowanie z wyprzedzeniem oraz elastyczne i dostosowalne strategie projektowe.

W jaki sposób nowoczesne złącza mogą spełnić te wymagania

Oprócz postępu technologicznego i wymagań dotyczących projektowania wydajnych systemów elektronicznych coraz większą uwagę przywiązuje się również do czynników ekonomicznych i strategicznych. Użytkownicy i zamawiający oczekują rozwiązań, które są przekonujące pod względem technicznym, a jednocześnie zapewniają długoterminową opłacalność w zakresie dostępności, standaryzacji i kosztów.

Wysoka gęstość mocy na najmniejszej przestrzeni

    Złącza o małym rozstawie są idealne do stosowania w przetwornikach mocy – zajmują niewiele miejsca na płytce drukowanej, co pozwala na projektowanie modułów elektronicznych o szczególnie kompaktowych rozmiarach i wysokiej gęstości mocy. Rozstaw 1,27 mm w grupie produktów One27 firmy ept stanowi idealny kompromis między miniaturyzacją, wydajnością elektryczną a stabilnością mechaniczną.

    Elastyczność dzięki systemowi modułowemu

    Modułowy system grupy produktów One27 oferuje szerokie możliwości indywidualnego projektowania rozwiązań połączeniowych. Szeroki wybór kształtów, wysokości i liczby biegunów pozwala na płynną regulację odległości między płytkami drukowanymi w zakresie od 8,0 do 20,00 mm – dzięki pokryciu styków wynoszącemu 2,4 mm. Oprócz połączeń równoległych (poziomych) możliwe są również układy 90° i 180°, co zapewnia dużą elastyczność przy rozmieszczaniu płytek drukowanych. Dodatkowo połączenia kablowe umożliwiają elastyczne rozmieszczenie modułu, wyrównanie tolerancji oraz realizację indywidualnych odstępów. Kable są dostępne w różnych długościach i izolacjach – w zależności od wymagań mechanicznych lub termicznych. Ponadto możliwe jest wykonanie specjalnych konfiguracji, takich jak częściowe wyposażenie lub styki opóźnione, aby móc precyzyjnie dostosować się do konkretnych wymagań elektrycznych lub mechanicznych.
    Bild 2
    Grupa produktów One27

    Wytrzymałość w trudnych warunkach

    Grupa produktów One27 wyróżnia się wysoką wytrzymałością, co ma szczególne znaczenie w zastosowaniach motoryzacyjnych. Pod względem mechanicznym rodzina produktów One27 przekonuje wysoką odpornością na wibracje i stabilnością, co jest niezbędne w zastosowaniach motoryzacyjnych. Nawet w trudnych warunkach połączenie elektryczne pozostaje niezawodne. Ponadto grupa produktów One27 posiada praktyczne cechy mechaniczne, takie jak zabezpieczenie przed obróceniem zapewniające prawidłowe połączenia wtykowe, kołki pozycjonujące do dokładnego ustawienia oraz skosy wprowadzające, które kompensują przesunięcia kątowe i osiowe podczas wtykania. Cechy te zwiększają łatwość montażu i zapewniają bezpieczne, precyzyjne i trwałe połączenie.
    Ponadto wybór materiału izolacyjnego ma decydujące znaczenie dla odporności temperaturowej. LCP (polimer ciekłokrystaliczny) jest optymalnie dostosowany do temperatur roboczych od -55°C do +125°C dzięki klasie palności UL 94 V 0 i spełnia wysokie wymagania przemysłu motoryzacyjnego.

    Przepustowość prądowa

    Abbildung2
    Rysunek xy: Obciążalność prądowa na styk w zależności od liczby biegunów i liczby styków przewodzących prąd
    Dzięki starannie dobranym materiałom i zoptymalizowanej geometrii styków grupa produktów One27 może niezawodnie przenosić duże natężenia prądu bez przegrzania lub spadku wydajności. Wykonanie styków, a w szczególności zastosowanie specjalnych stopów miedzi, zapewnia niską rezystancję styku i skuteczne odprowadzanie ciepła. Gwarantuje to stabilne połączenie nawet w ekstremalnych warunkach pracy.
     
    Obciążalność prądowa zależy od liczby biegunów i liczby styków przewodzących prąd. Wynika to między innymi z mniejszego tworzenia się punktów przegrzania wewnątrz złączy o mniejszej liczbie biegunów.

    Niezawodny łańcuch dostaw dzięki regionalnej produkcji

    Kolejną istotną zaletą grupy produktów One27 jest fakt, że są one projektowane i produkowane na terenie Unii Europejskiej, co gwarantuje niezawodny łańcuch dostaw oparty na krótkich trasach transportowych. Ta regionalna produkcja zapewnia najwyższe standardy jakości, a jednocześnie gwarantuje terminową dostępność komponentów – co stanowi kluczowy czynnik dla producentów, którzy muszą liczyć na szybką reakcję.

    Podsumowanie i perspektywy

    icon info r
    Przetworniki mocy stanowią kluczowe elementy nowoczesnych systemów zasilania – od elektromobilności po energie odnawialne. Przyszłe rozwiązania będą koncentrować się na zwiększeniu gęstości mocy, kompaktowych konstrukcjach, wyższej sprawności oraz większej inteligencji systemowej. Nowe materiały półprzewodnikowe, takie jak SiC i GaN, znacznie poprawią wydajność i właściwości termiczne.

    Równolegle rosną wymagania wobec technologii połączeń. Modułowe złącza muszą łączyć w sobie wysoką moc elektryczną i transmisję danych w ramach kompaktowego, wytrzymałego i elastycznego systemu. System One27 firmy ept idealnie spełnia te wymagania, stanowiąc tym samym kluczowy element dla kolejnej generacji wydajnych i przyszłościowych przetworników. Technologia połączeń jest dziś głównym motorem innowacji i nie jest już tylko elementem drugoplanowym.

    Szukają Państwo konkretnego złącza?

    Wybór resetowania
    Lista produktów
    Bardzo dziękujemy! Wkrótce

    skontaktujemy się z Państwem, aby omówić Państwa wymagania. Przygotujemy i prześlemy Państwu szczegółowy raport dotyczący parametrów HighSpeed oraz parametry S do symulacji Państwa projektu.

    Poproś o specyfikację HighSpeed oraz parametry S do symulacji własnego projektu

    Pola oznaczone symbolem * są obowiązkowe.
    Naszą politykę prywatności można znaleźć tutaj.

    Twoja wiadomość została wysłana.

    Dziękujemy za zainteresowanie – jak najszybciej rozpatrzymy Twoje zapytanie.

    Formularz kontaktowy

    Pola oznaczone symbolem * są obowiązkowe.

    Dane osobowe

    Twoja wiadomość

    Ochrona danych

    Naszą politykę prywatności można znaleźć tutaj.

    Twoja wiadomość została wysłana.

    Dziękujemy za zainteresowanie – jak najszybciej rozpatrzymy Twoje zapytanie.

    Formularz kontaktowy

    Pola oznaczone symbolem * są obowiązkowe.

    Dane osobowe

    Wycofanie z rynku

    Twoja wiadomość

    Interesuję się

    Materiały informacyjne

    Ochrona danych

    Naszą politykę prywatności można znaleźć tutaj.

    Bardzo dziękujemy za zainteresowanie

    Tutaj można pobrać dokument:

    Pobierz dokument

    Zanim będzie można pobrać dokument, prosimy o wypełnienie poniższych pól. Dziękujemy.

    Pola oznaczone symbolem * są obowiązkowe.

    Dane osobowe

    Ochrona danych

    Naszą politykę prywatności można znaleźć tutaj.

    Twoja wiadomość została wysłana.

    Bardzo dziękujemy za zainteresowanie naszym wydarzeniem networkingowym po targach Electronica. Rozpatrzymy Twoje zgłoszenie i jak najszybciej potwierdzimy Twój udział.

    Formularz zapytania

    Pola oznaczone symbolem * są obowiązkowe.

    Dane osobowe

    Ochrona danych

    Naszą politykę prywatności można znaleźć tutaj.

    Dziękujemy za zapytanie

    Sprawdzimy Państwa wymagania i skontaktujemy się z Państwem tak szybko, jak to możliwe.

    Państwa wymagania dotyczące potrzebnego złącza

    Pola oznaczone symbolem * są obowiązkowe – prosimy o ich wypełnienie.

    Osoba kontaktowa

    Państwa zapytanie

    Nieprawidłowy format pliku! Wybierz plik PDF lub JPG.
    Naszą politykę prywatności można znaleźć tutaj.

    Dziękujemy za zapytanie

    Sprawdzimy Państwa wymagania i skontaktujemy się z Państwem tak szybko, jak to możliwe.

    Poproś o wycenę indywidualnego dostosowania złącza

    Pola oznaczone symbolem * są obowiązkowe – prosimy o ich wypełnienie.

    Osoba kontaktowa

    Państwa zapytanie

    Nieprawidłowy format pliku! Wybierz plik PDF lub JPG.
    Naszą politykę prywatności można znaleźć tutaj.