原理簡單但實踐復雜的總線技術：第2部分

這些實質性的導體起著至關重要的作用，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。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體，只承載一個電源軌，但使用疊層母線排的趨勢越來越明顯，如圖 1 所示。這些多層單元并聯承載兩個、三個或更多獨立的電源軌。

圖 1.在單個單元中提供多個電源軌的疊層母線排越來越普遍;它們涉及復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體母線排的簡單機械延伸，但它們的制造過程涉及多個復雜的步驟，包括添加層間絕緣材料，如環氧玻璃或硅橡膠，或使用熔融粉末（粉末涂層），將導體精確定位在絕緣層內，并使用熱量、壓力或粘合劑粘合這些層。

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

母線涂層

雖然可以僅使用空氣間距進行絕緣來安裝裸露的母線，但它們通常需要絕緣以保護用戶和其他組件免受電壓和電流的影響。這種保護是雙向的，因為外涂層還可以保護母線本身免受潛在腐蝕、正常磨損甚至濫用，同時還可以改善其外觀。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） 和環氧粉末涂料。

環氧粉末涂料（也稱為介電環氧粉末涂料）通常是絕緣和保護母線的首選。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、流動調節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”——它是一種增強的保形涂層技術，與油漆相比，它具有化學、機械和電氣優勢，盡管它的應用方式與油漆類似，通過噴涂或浸入母線桶中。將粉末涂層母線放入烘箱中進行固化，一旦超過其轉變溫度，粉末就會通過熔合發生化學反應，產生長分子鏈。

這些鏈也熔合到母線銅或鋁基板上，具有高交聯密度和分子量，這使得它們非常耐材料擊穿。如果應用得當，粉末涂料具有多種優勢，包括光滑連續、無裂紋覆蓋、高介電強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，需要連接兩個母線以創建一個統一的單元。這個過程稱為“連接”，可能需要從較短、更易于管理的部件中創建更長的母線排，或者從主母線排創建 T 形分接連接。

任何連接物的電氣目標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因素：“擴散電阻”，也稱為“流線效應”，這是由于電流通過接頭轉移時電流路徑會變形;以及接觸電阻本身。這些必須在設計中考慮，并且疊層母線的分析更加復雜。

接縫的結果必須同時滿足多個目標。它必須具有機械強度，能夠抵抗環境壓力，在時間和負載周期內保持性能，當然，還要以低電阻的形式確保良好的電氣性能。與所有技術流程一樣，有一些選項可以滿足目標和微妙之處。對于母線排，常見的選項是螺栓連接、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：銅業發展協會）)

其他設計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，以及熱應力和循環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動也會導致腐蝕和微動，從而導致接頭阻力增加。

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

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。