原理簡單但實(shí)踐復(fù)雜的總線技術(shù)：第2部分

這些實(shí)質(zhì)性的導(dǎo)體起著至關(guān)重要的作用，必須滿足許多相互沖突的約束。 本部分探討了其他母線注意事項(xiàng)。第 1 部分可以在這里找到。

層壓母線

雖然有些母線排是單導(dǎo)體，只承載一個(gè)電源軌，但使用疊層母線排的趨勢越來越明顯，如圖 1 所示。這些多層單元并聯(lián)承載兩個(gè)、三個(gè)或更多獨(dú)立的電源軌。

圖 1.在單個(gè)單元中提供多個(gè)電源軌的疊層母線排越來越普遍;它們涉及復(fù)雜的制造和測試過程。（圖片：Markets and Markets)

雖然它們看起來像是單導(dǎo)體母線排的簡單機(jī)械延伸，但它們的制造過程涉及多個(gè)復(fù)雜的步驟，包括添加層間絕緣材料，如環(huán)氧玻璃或硅橡膠，或使用熔融粉末（粉末涂層），將導(dǎo)體精確定位在絕緣層內(nèi)，并使用熱量、壓力或粘合劑粘合這些層。

構(gòu)建高電壓/電流多層疊層母線要求各層完全絕緣，但又作為單個(gè)機(jī)械組件運(yùn)行。這需要注意通孔、連接和層間螺栓連接等。還需要進(jìn)行特殊測試，以確保母線的完整性和電氣安全。甚至棒材的邊緣也很關(guān)鍵：它應(yīng)該倒角還是倒圓角，半徑是多少？

母線涂層

雖然可以僅使用空氣間距進(jìn)行絕緣來安裝裸露的母線，但它們通常需要絕緣以保護(hù)用戶和其他組件免受電壓和電流的影響。這種保護(hù)是雙向的，因?yàn)橥馔繉舆€可以保護(hù)母線本身免受潛在腐蝕、正常磨損甚至濫用，同時(shí)還可以改善其外觀。單母線板或多層疊層母線的選擇包括熱縮管、絕緣體（如聚酯薄膜 （PET） 和環(huán)氧粉末涂料。

環(huán)氧粉末涂料（也稱為介電環(huán)氧粉末涂料）通常是絕緣和保護(hù)母線的首選。盡管配方不同，但這些涂料基于聚合物樹脂與固化劑、顏料、流平劑、流動(dòng)調(diào)節(jié)劑和其他添加劑的組合

粉末涂料不僅僅是一種名稱更花哨的“油漆”——它是一種增強(qiáng)的保形涂層技術(shù)，與油漆相比，它具有化學(xué)、機(jī)械和電氣優(yōu)勢，盡管它的應(yīng)用方式與油漆類似，通過噴涂或浸入母線桶中。將粉末涂層母線放入烘箱中進(jìn)行固化，一旦超過其轉(zhuǎn)變溫度，粉末就會(huì)通過熔合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生長分子鏈。

這些鏈也熔合到母線銅或鋁基板上，具有高交聯(lián)密度和分子量，這使得它們非常耐材料擊穿。如果應(yīng)用得當(dāng)，粉末涂料具有多種優(yōu)勢，包括光滑連續(xù)、無裂紋覆蓋、高介電強(qiáng)度和持久的絕緣性能。它還耐熱、阻燃、耐沖擊、耐磨、耐濕、耐腐蝕、耐各種化學(xué)品、紫外線和極端天氣。簡而言之，它在母線表面周圍形成“皮膚緊密”覆蓋物，從而提供并保持涂層完整性。

連接母線

在許多情況下，需要連接兩個(gè)母線以創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的單元。這個(gè)過程稱為“連接”，可能需要從較短、更易于管理的部件中創(chuàng)建更長的母線排，或者從主母線排創(chuàng)建 T 形分接連接。

任何連接物的電氣目標(biāo)都是最小化接觸電阻并保持該低值。影響接頭接觸電阻的兩個(gè)因素：“擴(kuò)散電阻”，也稱為“流線效應(yīng)”，這是由于電流通過接頭轉(zhuǎn)移時(shí)電流路徑會(huì)變形;以及接觸電阻本身。這些必須在設(shè)計(jì)中考慮，并且疊層母線的分析更加復(fù)雜。

接縫的結(jié)果必須同時(shí)滿足多個(gè)目標(biāo)。它必須具有機(jī)械強(qiáng)度，能夠抵抗環(huán)境壓力，在時(shí)間和負(fù)載周期內(nèi)保持性能，當(dāng)然，還要以低電阻的形式確保良好的電氣性能。與所有技術(shù)流程一樣，有一些選項(xiàng)可以滿足目標(biāo)和微妙之處。對于母線排，常見的選項(xiàng)是螺栓連接、夾緊、鉚接、焊接、釬焊或焊接，如圖 2 所示。

圖 2.連接母線的方法有很多;（從上到下）螺栓連接、夾緊、鉚接、焊接或釬焊以及焊接是最常見的。（圖片：銅業(yè)發(fā)展協(xié)會(huì)）)

其他設(shè)計(jì)考慮因素包括表面處理、氧化積聚、蠕變（冷流）、扭矩和螺栓連接墊圈，以及熱應(yīng)力和循環(huán)對連接和任何涂層的影響。即使是由于熱膨脹和收縮引起的微小表面到表面運(yùn)動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致腐蝕和微動(dòng)，從而導(dǎo)致接頭阻力增加。

此外，還存在安裝問題。例如，在許多安裝的狹窄環(huán)境中通常很難正確焊接母線，因此某種螺栓連接更實(shí)用。

本文的最后一部分研究了更小甚至 PC 板大小的母線，它們也解決了壓降問題并提供了額外的好處。