انتخاب یک تامین کننده ترانسفورماتور فهرست شده UL برای قطعات نیمه هادی: کاهش ولتاژ، هارمونیک و افزونگی N+1

فابریک های ویفر در اثر کاهش ولتاژ 200 میلی ثانیه ای نسبت به خرابی بیشتر تجهیزات، تولید بیشتری را از دست می دهند. هنگامی که یک ابزار در اواسط فرآیند حرکت می کند، قسمت داخل محفظه قراضه است و صلاحیت مجدد یک مرحله انتشار یا اچ ساعت ها زمان تولید را هزینه می کند. به همین دلیل است که مشخصات ترانسفورماتور در یک پروژه fab به عقب از الزامات سواری نوشته می شود و دلیل تعیین حقتامین کننده ترانسفورماتور فهرست شده در ULتصمیمی است که مدت ها قبل از سفارش خرید شروع می شود.

واقعاً یک Fab از توزیع نیروی خود چه می‌خواهد

یک فابریک نیمه هادی به معنای معمول یک بار صنعتی سنگین نیست. این یک بار دقیق است که اتفاقاً ده ها مگاوات را می کشد. بارهای ابزار به طور جداگانه متوسط ​​هستند، هر کدام چند صد کیلو ولت آمپر، اما صدها مورد وجود دارد و آنها با دستور العمل های فرآیند تغییر می کنند تا با تغییر. سرویس شهری معمولاً به 13.8 کیلوولت یا 22.9 کیلوولت می رسد، برای توزیع اصلی به 480 ولت و سپس در سطح ابزار به 208 ولت کاهش می یابد.

چیزی که مهندس تاسیسات نگران آن است kVA نیست. این است که آیا ولتاژ ثانویه در یک باند باریک در حین حرکت بار باقی می‌ماند یا خیر، و ترانسفورماتور با ولتاژی که ابزارها هنگام افت شبکه بالادست می‌بینند چه می‌کند. ظرفیت به سرعت اضافه می شود. SEMI، آوریل 2026300 میلی متر Fab Outlookهزینه تجهیزات 300 میلی‌متری فاب در سراسر جهان با 18 درصد افزایش به 133 میلیارد دلار در سال 2026 و 14 درصد بیشتر به 151 میلیارد دلار در سال 2027، در 404 تأسیسات و خطوطی که در سراسر جهان دنبال می‌شوند، افزایش می‌یابد. هر یک از این خطوط به محفظه های جدید ترانسفورماتور ولتاژ متوسط ​​و ولتاژ پایین نیاز دارند و بیشتر آنها در داخل خانه قرار می گیرند که انتخاب تجهیزات را قبل از شروع هر بحث فنی شکل می دهد.

ایمنی کاهش ولتاژ: آنچه SEMI F47 در واقع به آن نیاز دارد

SEMI F47 نام قراردادهای تجهیزات فاب ترین مشخصات است. حداقل را تعیین می کندایمنی کاهش ولتاژبرای پردازش، اندازه‌شناسی و تجهیزات تست خودکار: ابزار باید تا 12 سیکل در فرکانس 60 هرتز، تقریباً 200 میلی‌ثانیه، افت تا 50 درصد ولتاژ اسمی را بدون وقفه طی کند. بیشتر کاهش‌های تولید شده توسط ابزار در محدوده 3 تا 10 چرخه قرار می‌گیرند، بنابراین تسهیلاتی که حول آن منحنی ساخته شده‌اند، از طریق بیشتر آنچه شبکه ارائه می‌کند، حرکت می‌کند. پروتکل آزمون از IEC 61000-4-34 می آید و الزامات در آن منتشر شده استاستاندارد SEMI F47.

یادداشت خود SEMI در مورد این مشخصات ارزش دو بار خواندن را دارد: تعادلی بین کاهش ایمنی و افزایش هزینه تجهیزات ایجاد می کند. ترجمه برای یک خریدار، بدون ترانسفورماتور و بدون UPS خرید بی نهایت سواری از طریق. آنچه که ترانسفورماتور کنترل می کند، ولتاژی است که ابزار از آن شروع می کند و تا چه اندازه حرکت می کند. دو عدد تصمیم می گیرند. اولین مورد امپدانس درصدی است. امپدانس کمتر، ثانویه را تحت یک تغییر پله‌ای بار ثابت‌تر نگه می‌دارد، در حالی که امپدانس بالاتر جریان خطا را در داخل چیزی که قطع کننده‌های پایین‌دست می‌توانند قطع کنند، نگه می‌دارد. در پروژه های فاب، مطالعه اتصال کوتاه معمولاً سقف را تنظیم می کند و طرح در زیر آن قرار می گیرد. دومین مورد، محدوده شیر است، معمولاً مثبت یا منفی 2×2.5% در سیم پیچ فشار قوی، که به تیم راه اندازی اجازه می دهد تا ولتاژ ثانویه را به جای بوشینگ ترانسفورماتور در پایانه های ابزار متمرکز کند. IEEE Std 1100, theکتاب زمرد IEEE، مرجعی است که اکثر تیم های طراحی فاخر برای برق رسانی و اتصال به تجهیزات الکترونیکی حساس به زمین نگه می دارند، و زمانی که سوال این است که یک اختلال از کجا آمده است، مکان مناسبی برای شروع است.

سوالی که ما بیشتر از پیمانکاران برق در کارهای فاب در پنانگ و کولیم می شنویم در مورد kVA نیست. این است که ولتاژ ثانویه در 200 میلی ثانیه اول چه کاری انجام می دهد و آن عدد در فایل تست کجاست؟ بنابراین، امپدانس اندازه‌گیری‌شده و تلفات بدون بار، به‌جای مدفون شدن در برگه خلاصه‌ای که با گزارش آزمایش معمول ارسال می‌کنیم، قرار می‌گیرد.

یک اثر مرتبه دوم تیم ها را در حین راه اندازی جلب می کند. فعال کردن یک ترانسفورماتور، جریان هجومی چندین برابر جریان نامی را برای چند سیکل می‌کشد، و وقتی ردیفی از ترانسفورماتورها به ترتیب در همان گذرگاه راه‌اندازی می‌شوند، این هجوم می‌تواند ولتاژ باس را به اندازه‌ای پایین بکشد که ابزارهایی را که در حال کار هستند، مختل کند. انرژي تكان دهنده اغلب آن را اداره مي كند. باید برنامه ریزی شود، زیرا تا زمانی که واحد سوم روشن نشود، کشف نخواهد شد.

هارمونیک ها و بارهای غیرخطی ابزار

بار الکتریکی یک فاب بیشتر الکترونیک قدرت است. ژنراتورهای RF، منابع تغذیه DC، درایوهای فرکانس متغیر در پمپ ها و چیلرها، و صدها منبع تغذیه سوئیچ در سطح ابزار، همگی جریان غیر سینوسی را می کشند. آن جریان های هارمونیک به صورت رایگان از ترانسفورماتور عبور نمی کنند. آنها تلفات جریان گردابی و سرگردان را افزایش می دهند و گرما در سیم پیچ ها، گیره های هسته و محفظه به جای روی بار سنج ظاهر می شود.

UL 1561 رتبه بندی ضریب K را از K-4 تا K-20 دقیقاً برای این تعریف می کند. K-13 و K-20 در پروژه‌های fab و مرکز داده رایج هستند، و رتبه‌بندی بالاتر بیانیه‌ای در مورد توانایی سیم‌پیچ در حمل تلفات هارمونیک بدون افزایش دمای آن است. نادیده گرفتن IEEE 519 در نقطه اتصال مشترک، که هنوز باید رعایت شود، مجوزی نیست. دومین نکته ای که خریداران از دست می دهند، نکته خنثی است. در توزیع سطح ابزار 208 ولت که از منابع تک فاز ساخته شده است، هارمونیک های سه گانه به هادی خنثی اضافه می شود، به همین دلیل است که 200٪ درجه خنثی در ثانویه در آن سیستم ها استاندارد است. اگر الفترانسفورماتور نوع خشکنقل قول بدون سوالی در مورد طیف هارمونیک می رسد، نقل قول عمومی است.

چگونه N+1 افزونگی مشخصات ترانسفورماتور را تغییر می‌دهد

سیستم های قدرت Fab به عنوان ساخته شده استN+1 افزونگییا به صورت 2N کامل. هر بلوک بار معمولاً توسط دو ترانسفورماتور تغذیه می شود و هر واحد اندازه ای دارد که کل بلوک را به تنهایی با دیگری خارج از سرویس حمل کند. این ظرفیت بیشتر از آنچه که بار متصل به تنهایی نشان می‌دهد، وارد خط تولید می‌کند، و راه معمول برای بازیابی آن، کلاس خنک‌کننده دوم است: واحدی با یک عدد با خنک‌کننده طبیعی و عدد بالاتر با فن‌های هوای اجباری در حال کار.

افزونگی همچنین دو ترانسفورماتور را به یک ماشین الکتریکی تبدیل می کند. واحدهایی که به صورت موازی کار می کنند به نسبت های ولتاژ منطبق، امپدانس های منطبق و گروه های بردار سازگار نیاز دارند و آنها باید به صورت مجموعه ای با داده های آزمایشی در هر واحد سفارش داده شوند. خرید واحد دوم یک سال بعد از هر کارخانه ای که ظرفیت داشته باشد باعث می شود که سایت ها با جریان در گردش، اشتراک بار ناهموار و یدکی که نمی توان به عنوان یدکی استفاده کرد، ختم می شود. این بخشی از مشخصات است که در آن یک تک استتامین کننده ترانسفورماتور فهرست شده در ULنگه داشتن رکورد برای هر دو واحد ارزش بیشتری نسبت به قیمت پایین تر در یکی از آنها دارد.

نوع خشک یا روغن غوطه ور در داخل فاب؟

اکثر تصمیمات ترانسفورماتور در داخل ساختمان بر روی نوع خشک قرار می گیرند و دلیل خوبی هم دارند. رزین ریخته گریترانسفورماتور نوع خشکحاوی هیچ مایعی نیست، بنابراین نیازی به بسته بندی، طاق و جداسازی آتش ندارد. وقتی اتاق برق زیر یک اتاق تمیز قرار می گیرد که هر متر مربع ساختمان بیشتر از تجهیزات موجود در آن هزینه دارد. بررسی آتش سوزی ساده تر است و تعمیر و نگهداری بصری است.

واحدهای غوطه‌ور در روغن همچنان به پروژه در رابط کاربری و حیاط بیرونی تعلق دارند، و هر جا که رتبه‌بندی یا شرایط محیطی از آنچه که یک واحد نوع خشک داخلی از نظر اقتصادی استفاده می‌کند فراتر رود. انتخاب نتیجه مکان قرارگیری واحد و نحوه نگهداری آن است، نه یک اولویت.

قبل از انتصاب یک تامین کننده ترانسفورماتور فهرست شده UL چه چیزی را باید بررسی کرد

لیست UL بلیط ورودی است، نه تفاوت بین کارخانه ها. چیزی که تامین کنندگان را در یک پروژه فاب از هم جدا می کند این است که آیا آنها می توانند واحد داده های تکرارپذیر را پس از واحد تولید کنند یا خیر. توالی آزمایش معمول ما بر روی یک واحد رزین ریخته گری، نسبت و قطبیت، تلفات بدون بار، تلفات بار و امپدانس، پتانسیل اعمال شده و القایی، و اندازه گیری تخلیه جزئی را پوشش می دهد، با مقدار pC که به جای خلاصه شدن به عنوان عبور، در گزارش آزمایش معمول چاپ می شود. برای یک فاب، این رقم تخلیه جزئی مفیدترین شاخص منفرد از نحوه ساخت عایق ریختگی است، زیرا به همان اندازه که یک نتیجه آزمایش است یک سیگنال فرآیند است.

رایان الکتریک از سال 2007 ترانسفورماتورها را در کارخانه ای به مساحت 120000 متر مربع با بیش از 180 مجموعه تجهیزات تولید و آزمایش و 37 پتنت تولید کرده است و از سال 2023 به عنوان شریک سرمایه گذاری مشترک Eaton کار کرده است. واحدها با UL، CSA یا DEKRA ارسال می شوند. پیچیده شده مشاغل فاب نیز یکی از معدود جاهایی هستند که مشتری مهندس شاهد را به کارخانه می فرستد. ما یک پنجره اختصاصی شاهد رزرو می‌کنیم، آزمون معمولی را در مقابل مهندس بازدیدکننده اجرا می‌کنیم و گزارش امضا شده را قبل از بسته‌بندی تحویل می‌دهیم، که هزینه آن بسیار کمتر از بحث شش هفته بعد است.

جزئیات RFQ که تعیین می کند آیا سفارش درست ارسال می شود یا خیر

درخواست های ترانسفورماتور Fab در دو طعم ارائه می شود. ولتاژهای قوی، ولتاژ اولیه و ثانویه، kVA، دامنه امپدانس و تلرانس، گروه برداری، محدوده شیر، کلاس های خنک کننده و هر دو رقم افزایش دما، توصیف بار هارمونیک، حفاظت از ورودی، و ارتفاع سایت و محیط را فهرست می کنند. نازک ها kVA و ولتاژ را لیست می کنند و کارخانه را ترک می کنند تا بقیه را حدس بزنند.

نسخه عملی: مطالعه اتصال کوتاه را ارسال کنید تا پنجره امپدانس حدس زده نشود، کلاس های خنک کننده را نام ببرید زیرا یک رتبه بندی دوگانه هم ابعاد قیمت و هم ابعاد حمل و نقل را تغییر می دهد، بگویید که آیا واحدها موازی خواهند بود یا خیر، در صورت نیاز به ضریب K طیف هارمونیک را ارائه دهید، اگر توزیع در سطح ابزار تک فاز است، رتبه خنثی را بیان کنید، و تأیید کنید که چه کسی شاهد آزمایش معمول خواهد بود. الفتامین کننده ترانسفورماتور فهرست شده در ULکسی که این شش سوال را قبل از نقل قول می پرسد، معمولاً قبلاً برای یک فب ساخته شده است.

اگر یک پروژه فاب روی میز شما است و مشخصات ترانسفورماتور هنوز باز است، آن را ارسال کنید. ما پنجره امپدانس، کلاس های خنک کننده و مفروضات سواری را در برابر منحنی SEMI F47 بررسی می کنیم و به شما می گوییم که طراحی قبل از سفارش به جای پس از ارسال اول، در کجا قرار می گیرد.

درباره نویسندهاین مقاله توسط تیم مهندسی و صادرات در رایان الکتریک تهیه شده است، یک تولید کننده ترانسفورماتور که در سال 2007 تاسیس شد و شریک سرمایه گذاری مشترک Eaton از سال 2023 است. این تیم ترانسفورماتورهای سه فاز خشک با رزین ریخته گری، غوطه ور در روغن و سفارشی را برای پروژه های نیمه هادی، مرکز داده و صنعتی طراحی می کند و از خریداران در بازبینی آزمایشی کارخانه پشتیبانی می کند.