复合母排在SVG设备中的应用与设计

宋博

摘要：随着电力电子行业的不断发展，对SVG设备的性能及尺寸有了更高的要求，即性能优良、占用空间小。而母排作为SVG设备的重要电气连接部件，其结构设计及优化往往对设备性能及尺寸有着重要的作用。本文针对复合母排在SVG设备功率单元模块中的应用与设计，介绍了复合母排对比传统母排所具备的优势，并简述了复合母排在不同功率单元模块中的应用形式。

关键词：复合母排;SVG;电气连接;结构设计

【Abstract】：With the continuous development of power electronics industry， there are higher requirements for the performance and size of SVG equipment， that is， excellent performance and small occupied space. As an important electrical connection component of SVG equipment， the structure design and optimization of busbar often play an important role in the performance and size of equipment. Aiming at the application and design of composite bus in power unit module of SVG equipment， this paper introduces the advantages of composite bus compared with traditional bus， and briefly describes the application forms of composite bus in different power unit modules.

【Key words】：composite busbar;SVG;electrical connection;structural design

1 引言

复合母排又称叠层母排、复合母线、汇流条（母）板、低感母排、迭层功率母排等，英文名Composite Busbar或Laminated Busbar。叠层母排采用导电材料和绝缘材料的复合结构。，单层或多层导体用高绝缘强度材料封装形成低电感复合结构，其具备低阻抗、抗干扰、节省空间、可靠性高、装配简捷等特点，享有配电系统高速公路的美称。

目前，复合母排广泛应用在无功补偿、变频、电力牵引设备、蜂窝通讯、基站、电话交换系统、大型网络设备、大中型计算机、电力开关系统、焊接系统、军事设备系统、发电系统、电动设备的功率转换模块等技术领域。

2复合母排的优势

与传统的配线方式相比，复合母排具有以下优势：

●复合母排具有高可靠性和高安全性;

●复合母排具有简洁紧凑的设计，利用较小空间实现大电流、高电压元器件之间的连接，降低系统成本;

●复合母排具有低阻抗，提高安装正常率。

●复合母排具有量身定做的模块式结构，多种类的接口选择，便于安装和现场服务;

●复合母排具有以低电压降实现高电流承载的能力;

●复合母排容易散热冷却，具有更小的温升;

●复合母排具有低阻抗，更低的阻值和功率损失，发热最小;

●复合母排具有低电感（特别是对IGBT的应用，降低由于电压击穿而引起的电器元件损坏概率）。

3复合母排在SVG中的应用及设计

3.1 复合母排在SVG中的应用

复合母排在SVG设备中主要应用于功率单元内部，作为连接IGBT直流侧及薄膜电容端子的直流导体。根据功率单元形式的不同，复合母排的结构及安装形式也不相同，图1为不同功率单元中复合母排的结构及安装形式。

3.2复合母排在SVG中的设计

因IGBT直流侧分为正负两极，所以复合母排采用2层导体的形式，导体表面采用导电氧化处理，并在正负极板间及表面采用3层PET膜将极板进行绝缘包覆，如图2所示。PET膜与极板采用胶黏剂热压或者树脂粉末高温喷涂致密结合，无任何气隙包覆极板，用于消除爬电击穿危险。

由于复合母排工作时，极板会产生雜散电感（电路中的导体呈现出来的等效电感），而杂散电感过大会对IGBT造成较大的电磁干扰，甚至造成IGBT的损坏。所以为了提高系统的稳定性，降低复合母排中的杂散电感，需将复合母排正负极板除接线端外其余部分相互完全重叠，这样可以使重叠部分的高频磁场相互抵消，将杂散电感减到最小。

为了降低成本及使用空间，在满足载流和稳定性的基础上，需要将复合母排的极板尺寸减到最小，并尽量采用模具冲压的制作方法将极板一次性成型，减少制作工序。且为了防止尖端放电，将正负极板模具中所有锐角处进行圆角处理。

4 结论

通过上述分析和实践，在SVG功率模块上 IGBT元件之间与薄膜电容连接，采用复合母排设计，可以降低回路中的杂散电感，大大降低 IGBT关断时产生的尖峰电压，简化吸收电路，提高系统稳定性，使电路更为安全、简洁可靠。合理的复合母排结构设计还可以提高SVG功率单元内部的空间利用率，使SVG功率单元模块结构设计更加紧凑，有利于提高SVG功率单元模块的集成度和功率密度，为SVG设备功率部分的集约型设计提供了强有力的支撑。随着科技的发展复合母排的应用及设计将更为广泛、更为精密。

参考文献：

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