# Busbar Design Summary

## PCB Busbar Simulation

在小功率機種，我們常使用 PCB（Printed Circuit Board）作為電力 Busbar 的材料，在模擬流程上與前面介紹的無異。

PCB 有著不需裝配，可以在製造過程中能一次性完成成品的優點；且層疊容易實現，使得電力和信號層可以分開，減少相互干擾。

但由於 PCB 的金屬層通常較薄（例如銅層厚度多為 35 微米或 70 微米），其散熱性能不如厚銅條或其他專用散熱材料；相比於實心的銅條或鋁條，PCB 的機械強度較低，可能在承受大電流或高應力時變形或損壞。

由於以上的原因，PCB 雖然有許多優點，但設計時一定要小心電流過於集中於某些區塊。設計不良的 PCB佈局，在板階溫升中會有熱集中問題。

圖3-1展示了 PCB Busbar 的模擬。此案例很好的說明模擬的價值，在中間藍色較低溫的 M 板 PCB Trace 其實可以縮小尺寸，把尺寸讓給更需要散熱的 P 板與 N 板件部分。

<figure><img src="https://1691087504-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FGOeQfkY4YEwpcFVViW8X%2Fuploads%2Fozcnj7BK3lY9z10XEbM4%2Fimage.png?alt=media&#x26;token=927fac82-3aba-4cae-89f7-008751ffe0de" alt=""><figcaption><p>圖3-1</p></figcaption></figure>

模擬 PCB 銅條要特別注意的是 Icepak 的 Mesh 設定，這裡不建議使用自動設定。因為 PCB 薄層的設定，會建議讀者在 Mesh 上做一些手動修改。首先做一 meshsize = 5mm 的變數設定，接著在 Global Mesh Setting 中先做自一次定義的設定，隨後選取 PCB 物件再做一次 Mesh 自定義設定。細部設定參數請參考圖3-2。

<figure><img src="https://1691087504-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FGOeQfkY4YEwpcFVViW8X%2Fuploads%2F3hBXr7OkqTqWOmA0ZREh%2Fimage.png?alt=media&#x26;token=814886f8-90f4-4941-ac54-6492a6539269" alt=""><figcaption><p>圖3-2</p></figcaption></figure>

## Summary

Power Busbar 在小功率產品通常用使用 PCB ；而在大功率產品是一種特別設計來搭載大電流的金屬條。通常，每個家庭用的配電板都使用銅或鋁材質，並設有母線，以將交流電能有效地分配給排列的斷路器。

Busbar 的主要功能在於傳輸配電。製造它們的過程包括使用銅或鋁層，這些層使用絕緣材料隔開，然後疊合成一個單一的結構。常常應用於極為嚴苛的環境，如公共交通和電動推進系統，還廣泛應用於工業驅動、再生能源和汽車系統。

Power Busbar 的設計目標是具有優越的品質和可靠性、進一步結合在電氣和機械方面的專業知識、卓越的聯合工程能力。這些特點會讓高功率產品非常得利，不僅減低 EMC 問題，更能減少成本、增加產品可靠度，非常適合應用包括在電動車/混合動力車、鐵路和可再生能源等領域。

在此篇文章介紹了利用模擬工具做一個虛擬的完整開發流程，因為 Power Busbar 是隨機器不同而會有相應設計的客製化零組件，會是常常需要模擬設計的項目，希望本文能提供讀者方向，讓研發者去開發屬於自己產品的故事。

<figure><img src="https://1691087504-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FGOeQfkY4YEwpcFVViW8X%2Fuploads%2FwmWNssUTF8uHgnF6MCXW%2Fimage.png?alt=media&#x26;token=c4c24cea-1e89-4129-95ea-2a69ec89295b" alt=""><figcaption><p>圖3-3</p></figcaption></figure>

## *<mark style="color:blue;">**2024/08 updated.**</mark>*
