新能源與儲能行業的快速發展,推動電源和電池的功率密度不斷提升,功率密度提升之后,對于電源電壓的波動和散熱要求也在不斷提高。
PCB Bus Bar 與傳統的線纜相比可以提供更緊湊、更高效的配電方式之外,還可以降低回路電感、增強載流能力和提高系統整體散熱性能。
大電流 PCB Bus Bar
PCB Bus Bar有以下優勢: 降低電源的回路電感 通過PCB Bus Bar電流可以緊密在設備內部流動,減少了環路面積,從而降低了電感值。在高速和高頻等對于電源敏感的應用場景,PCB Bus Bar可以降低電壓尖峰和噪聲,提高系統穩定性。 載流能力強 由于導電材料質量高且橫截面積大,PCB Bus Bar可以高效地承載大電流,在大電流應用場景尤其明顯,例如動力電池、直流電焊機等。 提高散熱效率 PCB Bus Bar可有效傳導關鍵發熱部件產生的熱量,從而減少額外的散熱需求。 節省空間 PCB Bus Bar的設計緊湊還可以消除多個電線連接器,可以節省空間和減重。尤其在航空航天和汽車對于設備尺寸和重量有要求的行業。
動力電池里面的PCB Bus Bar
提高可靠性
與傳統布線系統相比,PCB Bus Bar具有出色的機械強度和耐用性,其堅固的結構可降低振動帶來的連接松動故障。提高了在惡劣環境和苛刻應用中的可靠性。
簡化組裝和維護
使用PCB Bus Bar可減少線纜和連接器的使用數量,簡化組裝過程。這樣不僅可加快安裝速度,還可減少組裝錯誤。也有利于后期排除故障和維修。
在設計PCB Bus Bar的時候應該從以下角度進行考慮:
載流能力與散熱
PCB Bus Bar需要能夠有效承載目標電流并且在滿載狀態不會產生過多熱量。
可加工性與成本
PCB Bus Bar的設計不能過于復雜,需要提前規劃好電流的傳輸路徑,減少通過PCB Bus Bar的線路數量和長度,降低生產難度。
電磁兼容
如果通過PCB Bus Bar的電源或者信號上有耦合上高頻信號,那么此時PCB Bus Bar有可能就會變成一個天線,使得設備對外輻射超標。因此需要在電路設計時,充分考慮到電磁兼容的要求。
以下是PCB Bus Bar具體設計時,需要注意的點:
銅厚
銅越厚,載流量越大,但厚度并不是越厚越好,需要根據設計的電壓和電流來計算銅厚。
電流能力和溫升
PCB Bus Bar設計的最大承載電流要高于滿載的要求,同時溫升必須保持在安全范圍內。對于這些要求,通常通過選擇合適的導體材料并優化導體的橫截面積來實現。例如,對于100A電流的要求,典型的設計使用厚度為5mm的銅條,可以保證溫升不超過 20℃。
多層可彎折PCB Bus Bar的設計
Bus Bar的電阻與電感 低電阻、低電感是PCB Bus Bar設計的關鍵,導體的形狀、厚度和布局設計都會對此產生影響。例如采用梯形或扁平導體,可以有效降低電感,從而提高電流傳輸效率。 電磁兼容性 (EMC) PCB Bus Bar設計時需要保證其不會產生過多的電磁干擾(EMI),同時又能抵抗外界的電磁干擾。通過優化導體的布局、使用屏蔽材料等來提高PCB Bus Bar的電磁兼容性。