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母线排线路板Bus Bar的设计与优势

2024.08.30

PCB Bus Bar母线排的优势


新能源与储能行业的快速发展,推动电源和电池的功率密度不断提升,功率密度提升之后,对于电源电压的波动和散热要求也在不断提高。


PCB Bus Bar 与传统的线缆相比可以提供更紧凑、更高效的配电方式之外,还可以降低回路电感、增强载流能力和提高系统整体散热性能。BAC-2460x1800.png

大电流 PCB Bus Bar 


PCB Bus Bar有以下优势:


降低电源的回路电感

通过PCB Bus Bar电流可以紧密在设备内部流动,减少了环路面积,从而降低了电感值。在高速和高频等对于电源敏感的应用场景,PCB Bus Bar可以降低电压尖峰和噪声,提高系统稳定性。


载流能力强

由于导电材料质量高且横截面积大,PCB Bus Bar可以高效地承载大电流,在大电流应用场景尤其明显,例如动力电池、直流电焊机等。


提高散热效率

PCB Bus Bar可有效传导关键发热部件产生的热量,从而减少额外的散热需求。


节省空间

PCB Bus Bar的设计紧凑还可以消除多个电线连接器,可以节省空间和减重。尤其在航空航天和汽车对于设备尺寸和重量有要求的行业。


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动力电池里面的PCB Bus Bar


提高可靠性

与传统布线系统相比,PCB Bus Bar具有出色的机械强度和耐用性,其坚固的结构可降低振动带来的连接松动故障。提高了在恶劣环境和苛刻应用中的可靠性。


简化组装和维护

使用PCB Bus Bar可减少线缆和连接器的使用数量,简化组装过程。这样不仅可加快安装速度,还可减少组装错误。也有利于后期排除故障和维修。



PCB Bus Bar母线排的设计


在设计PCB Bus Bar的时候应该从以下角度进行考虑:


载流能力与散热

PCB Bus Bar需要能够有效承载目标电流并且在满载状态不会产生过多热量。


可加工性与成本

PCB Bus Bar的设计不能过于复杂,需要提前规划好电流的传输路径,减少通过PCB Bus Bar的线路数量和长度,降低生产难度。


电磁兼容

如果通过PCB Bus Bar的电源或者信号上有耦合上高频信号,那么此时PCB Bus Bar有可能就会变成一个天线,使得设备对外辐射超标。因此需要在电路设计时,充分考虑到电磁兼容的要求。


以下是PCB Bus Bar具体设计时,需要注意的点:


铜厚

铜越厚,载流量越大,但厚度并不是越厚越好,需要根据设计的电压和电流来计算铜厚。


电流能力和温升

PCB Bus Bar设计的最大承载电流要高于满载的要求,同时温升必须保持在安全范围内。对于这些要求,通常通过选择合适的导体材料并优化导体的横截面积来实现。例如,对于100A电流的要求,典型的设计使用厚度为5mm的铜条,可以保证温升不超过 20℃。




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多层可弯折PCB Bus Bar的设计


Bus Bar的电阻与电感

低电阻、低电感是PCB Bus Bar设计的关键,导体的形状、厚度和布局设计都会对此产生影响。例如采用梯形或扁平导体,可以有效降低电感,从而提高电流传输效率。


电磁兼容性 (EMC)

PCB Bus Bar设计时需要保证其不会产生过多的电磁干扰(EMI),同时又能抵抗外界的电磁干扰。通过优化导体的布局、使用屏蔽材料等来提高PCB Bus Bar的电磁兼容性。



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