Power Busbar Introduction
Power Busbar 是在電力轉換器中的重要組件，所有的系統都需要，看似簡單的電力串聯但設計上需要考量的細節卻非常複雜。
Last updated
Power Busbar 是在電力轉換器中的重要組件，所有的系統都需要，看似簡單的電力串聯但設計上需要考量的細節卻非常複雜。
Last updated
Power Busbar 是一種用導電材料做成的組件，通常是金屬條或管或 PCB 為主要元素，用於產品電力系統中電性轉換時傳輸電流。母排設計在大電力系統中至關重要，因為它直接影響電力分配的效能和系統的整體性能。而在小電力系統中，雖不至於大幅影響效能，但如能適當設計，開發的產品性能也能更上一個層次。
以一個馬達驅動器的電路來說，如果大電流快速開關地流經電感，會在電感上產生一個很大的電壓變化量，因為 Busbar 的漏感值過大時，DC 電容上的電壓加上漏感上的瞬間電壓變化，有機會大於 IGBT 可承受的電壓值，因此需要計算 Busbar 漏感值對應於電路上 IGBT 是否可以承受。
Power Busbar 的重要性可以簡單地歸納如下：
電流傳輸： Power Busbar 是電流在不同部分之間傳輸的主要通道。因此，設計良好的 Busbar 能夠有效地傳輸高電流，減少能量損失。
電壓降低： 良好的 Busbar 設計可以降低電流通過時的電壓降。這對於確保系統正確運作和減少能源損失至關重要。
散熱性能： Power Busbar 在輸送高電流時會產生熱量。有效的散熱設計能夠防止 Busbar 過熱，確保系統穩定運行。
機械強度： Busbar 必須具有足夠的機械強度，以應對機械振動和外部應力。這有助於防止 Busbar 斷裂或損壞，確保系統的可靠性。
導電性能： Busbar 的材料和構造需要具有良好的導電性，以確保低電阻，減少能量損失。
尺寸和佈局： 適當的 Busbar 尺寸和佈局確保電流均勻分佈，防止局部過熱和電壓損失。
EMI（電磁干擾）： Busbar 的設計應該考慮到減少 EMI 的影響，這有助於確保系統的穩定性並符合相關的電磁兼容性標準。
維護和擴展性： 良好設計的 Busbar 應該易於維護和擴展，以應對系統可能的變化和升級。
如圖0-1，當馬達驅動器的內部漏感由 50nH 變成 150nH 的時候，其上面的瞬間電壓壓差會變得異常的大。這瞬間電壓壓差會疊加到母線電壓，進而導致 IGBT 損壞或是使 Snubber 電容過流。由此可以知道，優化 Power Busbar 的首要重點就是降低其寄生電感。
以 DPT (Double Pulse Test) 測試來看，當我們固定除了 Busbar 的漏感的所有條件，在沒有 Snubber 電容下，可以看到第一行與第二行的漏感由 80nH ->160nH 的時候，Vds-Peak 會由 695V->750V。再譬如第三行與第四行的結果，當有考慮 Snubber 電容的情況下，Vds 的 ripple 會由 25->40V。
DPT 測試電路可以當成簡易的驅動器切換驗證。除了 Busbar 的寄生感量，其餘的參數也都會影響 Spike 的大小。
如果再細部拆解分析，如果沒有 Snubber 電容，IGBT 上 VCE 的第一個 V1 電壓差會和整體迴路漏感相關。如圖0-3，第一個 V1 電壓差非常高，在小馬力機種中，如果對各元件與 Busbar 的寄生電感做優化，是有機會不使用 Snubber 的電容。
再加入 Snubber 電容後，IGBT 的 VCE 會有兩個波峰需要關注：V1 的電壓差會由加入的 snubber 電容所抑制；而第二個 V2 壓差和 snubber 和 IGBT 寄生參數直接相關。要適當的減低這兩個波峰，就必須要能掌握 Busbar 的寄生感量設計，盡量地降低漏感造成的 Spike 影響。
雖然加入 Snubber 的設計，能夠抑制第一個電壓 Spike。但漏感越大越有機會使 Snubber 電容過流，尤其馬力越大的產品越要小心這個設計陷阱。
