Преимущества и недостатки: SMC, FR4, слюда, керамика и электроплата.

В развитии отрасли силовой электроники выбор изоляционных материалов имеет решающее значение. Это напрямую влияет на производительность оборудования, безопасность эксплуатации и срок службы. Широко используемыми изоляционными материалами являются SMC (листовой формовочный компаунд), FR4 (слоистый эпоксидный стеклотекстолит), слюда, керамика и электроплаты. Они имеют разные характеристики и подходят для разных сценариев. Далее будут подробно проанализированы преимущества, недостатки и типичные области применения этих материалов.

СМЦ

SMC — это композитный материал, состоящий из ненасыщенной полиэфирной смолы, стекловолокна и т. д. Он устойчив к высоким температурам, обладает высокой механической прочностью, выдерживает большие внешние нагрузки и подходит для использования в качестве конструкционной детали. В условиях высокого напряжения SMC обладает хорошей дугостойкостью и может снизить повреждение материалов дугой. Благодаря процессу компрессионного формования SMC можно перерабатывать в сложные формы, отвечающие различным требованиям дизайна.

Однако SMC имеет большой вес и средние характеристики в высокочастотных средах. И его формирование зависит от формы. Стоимость пресс-формы высока и она больше подходит для массового производства.

SMC часто используется для изготовления корпусов автоматических выключателей и рам изоляции двигателей, обеспечивая изоляцию и структурную поддержку силового оборудования.

FR4 доска

FR4 — это эпоксидный стеклотканевый слоистый материал с хорошими электроизоляционными свойствами и высокой экономической эффективностью. Это широко используемый материал в производстве печатных плат. Его легко обрабатывать, его можно резать, сверлить и подвергать другим операциям, что позволяет удовлетворить требования к конструкции различных печатных плат.

Однако в условиях высоких температур FR4 может расслаиваться, что влияет на эксплуатационные характеристики материала. Он легко впитывает влагу, а его электроизоляционные характеристики значительно ухудшаются после впитывания влаги.

Поэтому FR4 в основном используется для изготовления печатных плат и низковольтных изоляционных компонентов. Подходит для случаев с более низкими требованиями к термостойкости и влагостойкости.

Слюда

Слюда делится на натуральную и синтетическую. Он выдерживает высокие температуры до 1000 ℃ и обладает превосходной дугостойкостью. Слюда гибка и может быть переработана в тонкие листы или полосы, что делает ее пригодной для самых разных сценариев. В высокочастотных средах слюда имеет низкие потери и может обеспечить стабильную передачу сигнала.

Однако слюда имеет недостаточную механическую прочность и обычно нуждается в армировании другими материалами. Кроме того, его относительно высокая цена ограничивает его широкомасштабное применение.

Слюда часто используется для изоляции трубок электронагревателей и обмоток двигателей, обеспечивая изоляционную защиту оборудования в условиях высоких температур и высоких частот.

керамика

Керамические материалы, такие как оксид алюминия и нитрид алюминия, играют важную роль в области силовой электроники. Они химически стабильны и практически не реагируют с другими веществами. Среди них керамика на основе нитрида алюминия обладает исключительной теплопроводностью и быстрым рассеиванием тепла. В то же время керамика обладает хорошими изоляционными свойствами и пригодна для использования в условиях высокого напряжения и высоких температур.

Однако керамика хрупкая, легко ломается и трудна в обработке. Это приводит к высоким затратам на обработку и высокой цене керамики.

В настоящее время керамика в основном используется в подложках силовых модулей, высоковольтных изоляторах и других случаях, где предъявляются высокие требования к эксплуатационным характеристикам для обеспечения стабильной работы силового оборудования в экстремальных условиях.

Электрический щит

Электрощиты, также называемые бакелитовыми или фенольными, имеют низкую стоимость и просты в обработке. Его изоляционные характеристики могут удовлетворить потребности общего электрооборудования.

Однако электрические платы имеют плохую термостойкость и легко деформируются при высоких температурах. В то же время он легко впитывает влагу, деформируется после впитывания влаги и склонен к старению при длительном использовании.

Поэтому электрические платы часто используются для изготовления низковольтных электрических компонентов, таких как низковольтные клеммные колодки и релейные основания, к которым не предъявляются высокие требования по производительности.

Сравнивая эти пять изоляционных материалов для электроники, мы можем получить более четкое представление об их характеристиках. На практике соответствующие материалы можно выбирать в соответствии с конкретными потребностями для обеспечения эффективной и безопасной работы энергетического оборудования.