ການເຊື່ອມຕໍ່ການແຍກແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ ແລະ ນ້ຳ: ກົນໄກດ້ານວິຊາການ ແລະ ການນຳໃຊ້ວິສະວະກຳຂອງປະเก็นກຣາໄຟທ໌ເຄືອບນິກເກີນ

ໃນຂະແໜງອຸດສາຫະກຳທີ່ທັນສະໄໝເຊັ່ນ: ການບິນອະວະກາດ, ເອເລັກໂຕຣນິກທາງທະຫານ, ການສື່ສານທີ່ກ້າວໜ້າ, ແລະ ພາຫະນະພະລັງງານໃໝ່, ອຸປະກອນມັກຈະປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍສອງຢ່າງຄືການກັກກັນຢ່າງເຂັ້ມງວດ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ມັນຕ້ອງປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫຼຂອງຂອງແຫຼວ ຫຼື ອາຍແກັສທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ, ຄວາມດັນສູງພາຍໃນ; ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາຂອງການເຊື່ອມໂຍງອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກ, ມັນຕ້ອງປ້ອງກັນການແຊກແຊງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ (EMI) ທີ່ມີຢູ່ທົ່ວໄປ ແລະ ປ້ອງກັນການປ່ອຍໄຟຟ້າສະຖິດ (ESD).

ປະเก็นໂລຫະບໍລິສຸດແບບດັ້ງເດີມໃຫ້ປະສິດທິພາບໃນການນຳໄຟຟ້າ ແລະ ການປ້ອງກັນທີ່ດີເລີດ ແຕ່ມີຄວາມແຂງສູງ ແລະ ການຟື້ນຕົວຈາກການບີບອັດທີ່ບໍ່ດີ, ເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະບັນລຸການປະທັບຕາຂອງແຫຼວທີ່ສົມບູນແບບ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ປະเก็นອີລາສໂຕເມີ ຫຼື ແກຣໄຟຟ໌ແບບດັ້ງເດີມແມ່ນ "ຜູ້ຊ່ຽວຊານ" ໃນການປະທັບຕາຂອງແຫຼວ ແຕ່ຂາດຄວາມນຳໄຟຟ້າ ແລະ ການປ້ອງກັນ. ໃນສະພາບການນີ້,ປະเก็นກຣາໄຟທ໌ເຄືອບນິກເກີນເກີດຂຶ້ນ. ໂດຍການລວມເອົາຄວາມນຳໄຟຟ້າສູງຂອງໂລຫະເຂົ້າກັບຄວາມຢືດຢຸ່ນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນຂອງແກຣໄຟຢ່າງສົມບູນ, ພວກມັນໄດ້ກາຍເປັນວິທີແກ້ໄຂການປະທັບຕາປະສົມລະດັບສູງທີ່ຂາດບໍ່ໄດ້ສຳລັບເງື່ອນໄຂການປະຕິບັດງານທີ່ສັບສົນ.

1. ກົນໄກກ້ອງຈຸລະທັດຫຼັກຂອງວັດສະດຸກຣາໄຟທ໌ເຄືອບນິກເກີນ

ປະສິດທິພາບສູງຂອງປະเก็นແກຣໄຟທ໌ເຄືອບນິກເກີນແມ່ນເກີດມາຈາກຄວາມເປັນເອກະລັກຂອງມັນໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງແກນກາງ-ເປືອກ.

ວັດສະດຸພື້ນຖານໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວປະກອບດ້ວຍແກຣໄຟທ໌ເກັດທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ ຫຼື ອະນຸພາກແກຣໄຟທ໌ທີ່ຂະຫຍາຍອອກ. ໂດຍການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີການຊຸບນິກເກີນແບບບໍ່ໃຊ້ໄຟຟ້າ ຫຼື ເຕັກໂນໂລຊີການລະເຫີຍໄອທາງກາຍະພາບ (PVD), ຊັ້ນນິກເກີນໂລຫະທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງຈະຖືກເຄືອບຢ່າງເປັນເອກະພາບໃສ່ອະນຸພາກແກຣໄຟທ໌ຂະໜາດໄມຄຣອນ.

• ແກນ Graphite:ຮັກສາຄຸນລັກສະນະໂດຍກຳເນີດຂອງແກຣໄຟທ໌ໄວ້ໄດ້ຄື: ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນສູງ, ຊ່ວງອຸນຫະພູມທີ່ກວ້າງຫຼາຍ, ຄຸນສົມບັດການຫລໍ່ລື່ນດ້ວຍຕົນເອງທີ່ດີເລີດ, ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການປ່ຽນຮູບທີ່ໂດດເດັ່ນເມື່ອຖືກບີບອັດແບບລັດສະໝີ.

• ເປືອກນິກເກີນ:ນິກເກີນໃຫ້ການຊຶມຜ່ານທາງໄຟຟ້າ ແລະ ແມ່ເຫຼັກທີ່ດີເລີດ, ພ້ອມກັບຄວາມຕ້ານທານການກັດກ່ອນ ແລະ ການຜຸພັງທີ່ດີກວ່າ. “ເປືອກຫຸ້ມ” ໂລຫະທີ່ໜາແໜ້ນນີ້ໃຫ້ຄວາມຕ້ານທານການຕິດຕໍ່ຕໍ່າ ໃນຂະນະທີ່ປ້ອງກັນຕາຂ່າຍແກຣໄຟຈາກການຜຸພັງຢ່າງມີປະສິດທິພາບໃນອຸນຫະພູມສູງ.

ເມື່ອອະນຸພາກປະສົມເຫຼົ່ານີ້ຖືກກົດ ແລະ ແຫ້ງເປັນຮູບຊົງ (ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນໃຊ້ຢາງຊິລິໂຄນ ຫຼື ຢາງຟລູໂອໂຣຊິລິໂຄນເປັນຕົວນຳ) ເພື່ອສ້າງປະเก็น, ຊັ້ນນິກເກີນຂະໜາດຈຸນລະພາກຈະຊ້ອນກັນ ແລະ ບີບອັດເຊິ່ງກັນແລະກັນ. ສິ່ງນີ້ສ້າງຄວາມໜາແໜ້ນ,ເຄືອຂ່າຍນຳໄຟຟ້າສາມມິຕິໃນທຸກທິດທາງ, ບັນລຸການຄວບຄຸມຂອງແຫຼວ ແລະ ການນຳໄຟຟ້າແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງພ້ອມໆກັນ.

2. ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານປະສິດທິພາບຫຼັກຂອງປະเก็นກຣາໄຟດເຄືອບນິກເກີນ

ເມື່ອປຽບທຽບກັບວັດສະດຸປະສົມທີ່ນຳໄຟຟ້າອື່ນໆ (ເຊັ່ນ: ອາລູມິນຽມຊຸບເງິນ, ທອງແດງຊຸບເງິນ, ຫຼື ວັດສະດຸທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍຄາບອນດຳບໍລິສຸດ), ປະเก็นແກຣໄຟທ໌ທີ່ເຄືອບນິກເກີນສະແດງໃຫ້ເຫັນຂໍ້ໄດ້ປຽບທາງດ້ານເຕັກນິກທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນດ້ານປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໂດຍລວມ ແລະ ການປັບຕົວເຂົ້າກັບສິ່ງແວດລ້ອມ:

ກ. ການປ້ອງກັນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຄວາມຖີ່ກວ້າງທີ່ໂດດເດັ່ນ (ການປະທັບຕາ EMI)

ຄວາມຊຶມຜ່ານແມ່ເຫຼັກ ແລະ ໄຟຟ້າສູງຂອງນິກເກີນເຮັດໃຫ້ປະเก็นມີປະສິດທິພາບໃນການປ້ອງກັນທີ່ດີເລີດ. ພາຍໃນຂອບເຂດຄວາມຖີ່ກວ້າງ 20 MHz ~ 10 GHz, ປະສິດທິພາບໃນການປ້ອງກັນຂອງປະเก็นແກຣໄຟທ໌ທີ່ເຄືອບນິກເກີນທີ່ມີຄຸນນະພາບມັກຈະໝັ້ນຄົງຢູ່ຂ້າງເທິງ80dB~110 dBມັນບໍ່ພຽງແຕ່ສະກັດກັ້ນການລົບກວນຂອງສະໜາມໄຟຟ້າເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄຸນສົມບັດການດູດຊຶມ ແລະ ການສະທ້ອນທີ່ດີເລີດຕໍ່ກັບການລົບກວນຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກທີ່ຕ້ອງການ.

ຂ. ຄວາມຕ້ານທານການກັດກ່ອນແບບ Galvanic ທີ່ດີເລີດ (ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ແບບ Galvanic)

ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ສີດເກືອກາງແຈ້ງ ຫຼື ທາງທະເລ, ປະเก็นທີ່ນຳໄຟຟ້າມັກຈະສຳຜັດໂດຍກົງກັບກ່ອງໂລຫະປະສົມອາລູມີນຽມ (ເຊັ່ນ: ອາລູມີນຽມຊັ້ນອາວະກາດ 6061 ຫຼື 7075).

• ແບບດັ້ງເດີມປະเก็นທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍເງິນ(ເຊັ່ນ: ອາລູມິນຽມຊຸບເງິນ), ເຖິງວ່າຈະມີຄວາມນຳໄຟຟ້າສູງຫຼາຍ, ແຕ່ມັນກໍ່ສ້າງຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ມີທ່າແຮງທາງເອເລັກໂຕຣເຄມີຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ກັບອາລູມິນຽມ (ມັກຈະເກີນ 0.8V). ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ, ສິ່ງນີ້ກະຕຸ້ນໃຫ້ເກີດການກັດກ່ອນແບບໄຟຟ້າຮຸນແຮງ, ເຊິ່ງທຳລາຍກ່ອງອາລູມິນຽມ.

• ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ,ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ອາດເກີດຂຶ້ນລະຫວ່າງນິກເກີນ ແລະ ອາລູມິນຽມແມ່ນມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍປະเก็นແກຣໄຟທ໌ເຄືອບນິກເກີນຊ່ວຍສະກັດກັ້ນການກັດກ່ອນໄຟຟ້າຢູ່ທີ່ໜ້າຕິດຕໍ່ໄດ້ຢ່າງໜ້າປະທັບໃຈ, ຮັບປະກັນທັງການປ້ອງກັນ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານກາງແຈ້ງໃນໄລຍະຍາວ.

ຄ. ຄວາມຢືດຢຸ່ນສູງ ແລະ ການປະທັບຕາຂອງແຫຼວທີ່ບໍ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງ

ເນື່ອງຈາກວ່າແມັດຕຣິກປະກອບດ້ວຍອີລາສໂຕເມີປະສິດທິພາບສູງ (ເຊັ່ນ: ຊິລິໂຄນ ຫຼື ຢາງຟລູໂອໂຣຊິລິໂຄນທີ່ທົນທານຕໍ່ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ), ປະเก็นຈະຜິດຮູບພາຍໃຕ້ແຮງບິດທີ່ຕໍ່າສຸດ, ຕື່ມຂໍ້ມູນໃສ່ຄວາມບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີໃນດ້ານຈຸລະພາກເທິງໜ້າຜິວໂລຫະທີ່ຖືກເຄື່ອງຈັກຢ່າງສົມບູນ. ມັນຊຸດການບີບອັດຕໍ່າຫຼາຍ, ຮັກສາແຮງດັນໃນການຜະນຶກທີ່ທົນທານເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ພາຍໃຕ້ການສັ່ນສະເທືອນທີ່ຍາວນານ, ຮຸນແຮງ ຫຼື ວົງຈອນຄວາມຮ້ອນ, ກໍ່ປ້ອງກັນນ້ຳຝົນ, ນ້ຳມັນ, ແລະ ນ້ຳເກືອຈາກການເຈາະເຂົ້າໄປໃນບ່ອນປິດໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.

3. ການອອກແບບໂຄງສ້າງຫຼັກ ແລະ ຂະບວນການຂຶ້ນຮູບ

ອີງຕາມຂໍ້ຈຳກັດດ້ານພື້ນທີ່ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການດ້ານການນຳໃຊ້, ປະเก็นແກຣໄຟທ໌ເຄືອບນິກເກີນໄດ້ຖືກອອກແບບເປັນຫຼາຍຮູບແບບຜະລິດຕະພັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ:

• ປະเก็นແມ່ພິມ:ສານປະກອບຂອງແກຣໄຟທ໌ທີ່ເຄືອບນິກເກີນ ແລະ ຢາງນຳໄຟຟ້າຖືກວາງລົງໃນແມ່ພິມທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳສູງ ແລະ ວູລະຄາໄນພາຍໃຕ້ອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມກົດດັນສູງ. ຂະບວນການນີ້ແມ່ນເໝາະສົມສຳລັບການຜະລິດປະเก็นທີ່ມີຮູບຮ່າງສັບສົນ ແລະ ຊັ້ນໃນຮາບພຽງທີ່ມີຄວາມທົນທານຂອງມິຕິສູງ.

• ໂປຣໄຟລ໌ທີ່ຖືກບີບອັດ:ການອັດອອກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເຂົ້າໄປໃນແຖບຢາງນຳໄຟຟ້າ “ໂປຣໄຟລ໌ O”, “ໂປຣໄຟລ໌ D”, “ໂປຣໄຟລ໌ P”, ຫຼື ແຖບຢາງທີ່ມີພາກຕັດຂວາງຮູບສີ່ແຈສາກ. ແຖບຢາງເຫຼົ່ານີ້ມັກຖືກນຳໃຊ້ຢູ່ອ້ອມບໍລິເວນຂອງສະຖານີໂທລະຄົມມະນາຄົມຂະໜາດໃຫຍ່ ຫຼື ປະຕູທີ່ພັກອາໄສ, ເຊິ່ງຮອງຮັບການຕັດຢູ່ໃນສະຖານທີ່ ແລະ ການຍຶດຕິດຄວາມຮ້ອນ.

• ແບບຟອມໃນສະຖານທີ່ (FIP):ໂດຍການນໍາໃຊ້ເຄື່ອງຈັກແຈກຈ່າຍອັດຕະໂນມັດ, ກາວແກຣໄຟທ໌ທີ່ເຄືອບດ້ວຍນິກເກີນແຫຼວຈະຖືກແຈກຈ່າຍໂດຍກົງເຂົ້າໄປໃນຮ່ອງນ້ອຍໆຂອງກ່ອງໂລຫະ ຫຼື ພາດສະຕິກ. ຂະບວນການນີ້ຖືກອອກແບບມາສະເພາະສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຂະໜາດກະທັດຮັດເຊັ່ນ: ໂທລະສັບສະຫຼາດ ແລະ ໂມດູນໄມໂຄເວຟ, ບ່ອນທີ່ການປະກອບປະเก็นແບບດັ້ງເດີມແມ່ນບໍ່ສະດວກ.

4. ສະຖານະການນຳໃຊ້ວິສະວະກຳທົ່ວໄປ

ເນື່ອງຈາກລັກສະນະ "ໄພຂົ່ມຂູ່ສາມຢ່າງ" ຂອງພວກມັນຄືການປ້ອງກັນ, ຄວາມຕ້ານທານການກັດກ່ອນ, ແລະ ການປະທັບຕາຂອງນໍ້າ, ປະเก็นແກຣໄຟທ໌ເຄືອບນິກເກີນໄດ້ກາຍເປັນການຕັ້ງຄ່າມາດຕະຖານໃນຫຼາຍໆອຸດສາຫະກໍາຄື:

1. ການສື່ສານທາງການຄ້າ ແລະ ສະຖານີຖານ 5G/6G:ໃຊ້ສຳລັບການປະທັບຕາຕູ້ RRU (ໜ່ວຍວິທະຍຸໄລຍະໄກ) ພາຍນອກ, ເສົາອາກາດໄມໂຄເວຟ, ແລະ ອິນເຕີເຟດຕົວກອງ. ພວກມັນທົນທານຕໍ່ແສງແດດ, ຝົນ, ແລະ ວົງຈອນຄວາມຮ້ອນເປັນເວລາຫຼາຍປີ ພ້ອມທັງສະກັດກັ້ນການຮົ່ວໄຫຼຂອງ RF ໃນລະດັບເມກາເຮີດ ແລະ ກິກະເຮີດ.

2. ຍານພາຫະນະພະລັງງານໃໝ່ (EV/HEV):ນຳໃຊ້ກັບການປະທັບຕາຂອງກ່ອງອາລູມີນຽມຫລໍ່ສຳລັບລະບົບສົ່ງກຳລັງ (ຕົວຄວບຄຸມມໍເຕີ, ເຄື່ອງສາກໄຟໃນຕົວ [OBC], ລະບົບການຈັດການແບັດເຕີຣີ [BMS]). ພວກມັນປ້ອງກັນລັງສີແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າແຮງດັນສູງຈາກການລົບກວນ radar ໃນຕົວ ແລະ ສາຍໄຟຄວບຄຸມ ພ້ອມທັງໃຫ້ການປ້ອງກັນຝຸ່ນ ແລະ ນ້ຳ IP67/IP68.

3. ເອເລັກໂຕຣນິກທາງທະຫານທາງອາກາດ ແລະ ທາງເຮືອ:ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສິ່ງກີດຂວາງດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະ ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າສອງຢ່າງລະຫວ່າງໂມດູນພາຍໃນໃນຕູ້ເຮືອຮົບ ຫຼື ລະບົບການບິນຂອງເຮືອບິນທະຫານທີ່ມີການສັ່ນສະເທືອນສູງ ທີ່ຖືກສີດເກືອອອກສູງ.

5. ສະຫຼຸບ ແລະ ທັດສະນະໃນອະນາຄົດ

ໂດຍການປະສົມ “ຄວາມອ່ອນນຸ້ມຂອງແກຣໄຟ” ກັບ “ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງໂລຫະນິກເກີນ” ໃນລະດັບຈຸລະທັດ, ປະเก็นແກຣໄຟທີ່ເຄືອບນິກເກີນສາມາດແກ້ໄຂຈຸດເຈັບປວດທາງວິສະວະກຳຂອງການປະນີປະນອມລະຫວ່າງການປະທັບຕາຂອງນໍ້າ ແລະ ການປົກປ້ອງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃນອຸດສາຫະກໍາທີ່ທັນສະໄໝ ແລະ ສັບສົນໄດ້ຢ່າງສົມບູນ.

ຍ້ອນວ່າອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກມີທ່າອ່ຽງທີ່ຈະມາເຖິງຄວາມຖີ່ສູງ (ຍຸກຄື້ນມິນລິແມັດ), ປະລິມານນ້ອຍລົງ ແລະ ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ເຂັ້ມງວດກວ່າ, ການຄົ້ນຄວ້າດັດແປງໃສ່ປະเก็นແກຣໄຟທ໌ທີ່ເຄືອບນິກເກີນ ກຳລັງຂະຫຍາຍໄປໃນສອງທິດທາງຄື: ທຳອິດ, ການພັດທະນາວັດສະດຸແຮງປິດຕໍ່າຫຼາຍເພື່ອໃຫ້ເໝາະສົມກັບກ່ອງປິດຂະໜາດນ້ອຍທີ່ມີເປືອກພາດສະຕິກທີ່ເຄືອບດ້ວຍໄຟຟ້າ; ອັນທີສອງ, ການເພີ່ມປະສິດທິພາບທິດທາງຂອງແກນແກຣໄຟທ໌ເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍການນຳຄວາມຮ້ອນແນວຕັ້ງ, ຄ່ອຍໆຍົກລະດັບມັນໃຫ້ກາຍເປັນວັດສະດຸຫຼາຍໜ້າທີ່ສູງສຸດທີ່ລວມເອົາ "ການປະທັບຕາ, ການປ້ອງກັນ, ແລະການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນ."