積層インバータバスバー: 寄生インダクタンス低減の原理と大電流設計の重要な考慮事項

ラミネート銅バーの主な利点は、その「サンドイッチ」積層構造にあります。-プラスとマイナスの導電性銅層が絶縁媒体（ポリイミドやエポキシ樹脂など）を介してしっかりと積み重ねられ、逆の電流方向と重複する空間位置を持つ導電性ループを形成します。高周波、大電流が流れると、正と負の銅層に電流が発生し、大きさは同じで方向が逆の磁場が発生します。これらの磁界は互いに打ち消し合い、ループの総磁束鎖交を大幅に弱め、寄生インダクタンスを大幅に低減します。実際の測定データによると、長さ 200mm、幅 100mm、厚さ 0.5mm の積層銅バスバーでは寄生インダクタンスを 3 ～ 5nH に制御できるのに対し、同じサイズの並列バスバーの寄生インダクタンスは 110nH に達する可能性があり、その差は 20 倍以上です。この低インダクタンス特性は、電圧スパイクを抑制するだけでなく、スイッチング損失を低減し、電磁干渉 (EMI) を低減し、システム全体の効率と信頼性を向上させます。

電気通信用積層バスバーの設計では、4 つのコア要素に注意する必要があります。まず、電流経路のオーバーラップ領域を最大化し、残りのループ領域を最小限に抑えるために、プラスとマイナスの銅層が厳密に平行で重なり合っている必要があります。第二に、絶縁層の厚さは可能な限り最小限に抑える必要があります。理論的には、間隔が小さいほど、磁場キャンセル効果が大きくなります。第三に、積層バスバーの幅は合理的に設計する必要があります。これは、銅層の幅が広いほど、高周波表皮効果の下での電流分布の均一性が向上し、インダクタンスがさらに抑制されるためです。- 4 番目に、パワー デバイス (IGBT など) と DC サポート コンデンサ間の接続距離が最小限に抑えられ、追加のループ インダクタンスが低減されるように、取り付け穴の位置を対称的に配置する必要があります。さらに、積層インバータバスバーには、高電流容量（単位断面積あたり3-5A/mm2-）、高い放熱効率（多層の薄い銅構造により放熱面積が増加）、コンパクトな構造（分散したケーブルを統合した設計）などの利点もあり、新エネルギー車用インバータ、太陽光発電エネルギー貯蔵コンバータ、産業用周波数などの大電流シナリオで広く使用されています。コンバーター、鉄道輸送牽引システムなど。

寄生インダクタンスを定量化するには、業界標準のテスト方法であるダブル パルス テストが必要です。{0}{1}{0}テスト中に、ハーフブリッジ回路を構築する必要があります。-ダブルパルス信号がローサイドスイッチを介して印加され、上アームデバイス（IGBTなど）のコレクタエミッタ電圧（Vce）と電流波形が測定されます。{6}{7}電流変化はターンオン時の方が安定しており、フリーホイーリング ダイオードの逆回復電流による干渉を避けるため、測定には（ターンオフ過渡現象ではなく）ターンオン過渡現象を選択することが重要です。-式 L=ΔVce / (di/dt) に従って、ループの総寄生インダクタンスは、ターンオンの瞬間の電圧スパイク (ΔVce) と電流変化率 (di/dt) を読み取ることで計算できます。-。実際の測定では、積層バスバー コネクタを使用したループの寄生インダクタンスは通常約 75nH ですが、従来の並列バスバーの寄生インダクタンスは 200nH を超えており、積層構造の大きな利点が実証されています。

電源を選択するときは、定格電流に基づいて適切なソリューションを選択する必要があります。100A 未満のアプリケーションの場合は、絶縁層の厚さが 0.2-0.3mm の従来の積層バスバー電源ソリューションを使用できます。 100-500Aの用途では、より厚い銅層と0.3-0.5mmの絶縁層の厚さが必要です。 500～1000Aの用途では、絶縁層の厚さが0.5mmの多層積層構造が必要です。 1000Aを超えるアプリケーションの場合は、シミュレーションを通じて電流分布と短絡強度を最適化したカスタム設計が必要です。設計プロセスでは、熱放散要件と機械的強度も考慮しながら、電流ループ面積を最小限に抑えるという原則に従う必要があります。高電圧アプリケーションの場合は、絶縁耐電圧定格も確認する必要があります。