叠层母排低电感相关设计
叠层母排低电感相关设计
优化案例(1)
优化前48nH
图23 优化前客户原母排结构及仿真
优化后40nH
文档密级：外部公开
优化案例
电感值
应用设备：光伏逆变器 技术参数
减少20%
绝缘耐压：3500V DC 1min 2mA 额定电压：1200V DC 额定电流：700A 外形尺寸：440mm*261mm*57mm 爬电距离/电气间隙：16.6mm/ 8mm 优化内容：IGBT端子长度、非叠层面积。
图1 IGBT关断时的Uce和Ic曲线
序号
抑制方法
备注
1
使用叠层母排 （减低母线电感）
1. 从根源上大幅降低直流母线的寄生电感值（约80%）； 2. 更加紧凑、简洁、容易维护和安装； 3. 相对传统铜排会增加一定的成本。
应用
常见
2
增加功率吸收电路
1. 需要设计者设计时在IGBT端口预留更多空间； 2. 增加成本, 治标不治本。
11.76
平均每mm 铜板电感增幅 （nH，平均值）
2.0
5.97
7.53
9.08
10.65
13.77
2.05
3.0
8.07
9.61
11.21
12.72
15.86
2.09
平均每mm间距电感 增幅（nH，平均值）
3.23
3.07
3.11
3.14
/
结论
母排的电感值与板厚、层间距离程线 性关系，1000*1000mm尺寸的母排铜板厚度 每增加1mm电感增加约2nH,层间距离每增加 1mm电感增加约3nH。
5
寄生电感相关测试（2）
文档密级：外部公开
为了探究是否压合和层间距离对母排电感值的影响，我们使用相同款式的叠层母排（板厚1.5mm， 宽度460mm，长度216mm）,分作做了压合前后以及改变层间距离的电感测试，测试结果如下：
叠层母排设计
导体材料选择Conductors叠层母排的导体材料主要采用牌号为T2的紫铜板或1060的铝板名称NAME牌号CODE密度DENSITY导电率 Electrical Conductivity 导热性ThermalConductivity电镀Electroplating紫铜Copper T2/C11000/C1100 8.9g/cm³98.3%IACS 388W/m-K Tin,Nickel,Silver,Gold 铝合金Aluminum 1060/A1030 2.7g/cm³62%IACS 234W/m-KTin,Nickel,Silver,Gold,Copper碲铜Tellurium copper CuTep/C14500 8.9g/cm³ 93%IACS 355W/m-K Tin,Nickel,Silver,Gold 黄铜Brass H62/C26000 8.53g/cm³28%IACS120W/m-K Tin,Nickel,Silver,Gold绝缘材料选择Insulations叠层母排的主要绝缘材料一般采用PET ，这种材料的性价比如有特殊要求可选用其他材料。
FR-4板及GPO-3板作为辅助绝缘材料材料 Material 密度Density (g/cm³) 热导率Thermal Conductivity (W/kg.k) 介电常数Dielectric Constant (f=60Hz) 介电强度Dielectric Strength (kV/mm)阻燃等级Flame Retardanc 绝缘耐热等级Thermal class吸水性Hygroscopicit/24h诺美纸NOMEX 0.8~1.1 0.143 2.7 32 94V-0 220 10聚酰亚胺PI 1.42 0.094 2.8 173 94V-0 220 0.24聚酯薄膜PET1.38 0.128 3.8 120 94V-0 105 0.1~0.2环氧玻璃布层压板1.6 0.24 4.6 40 94V-0 130 0.15FR-4不饱和聚1.95 0.2 4.5 40 94V-0 155 0.2~0.4 酯树脂版GPO-3NOMEX优良的耐火、耐热性、良好的耐化学腐蚀性，机械性能好的，耐辐射阻燃Flame resistance;Thermal resistance; Strong corrosion protection聚酯薄膜PET良好的电性能，耐化学腐蚀性，低吸湿性价格低廉Good electrical performance; Corrosion protection;Low water absorption;Low price.聚酰亚胺PI优良的耐热性、良好的电性能，耐辐射阻燃High temperature proof;excellent electrical performance;Radiation resistance;Flame resistance.FR-4机械。
典型叠层母排的应用案例
IGBT 寄生电感约为 20nH， 加上原设计方案中母排的总电感约为 760nH， 因此，
总的线路分布电感约为 1000nH 左右。 这样的话，根据公式（1） ，得出感应电压为： ΔU=Ls*di/dt=1000x10-3x125/0.28≈446V 其中 dt 为 IGBT 关断下降时间（0.28μs） ，这样 IGBT 两端的总电压为：
图 3. 各种结构母线的电感比较 从图 3 可看出叠层母线的电感远远小于其他三种母线形式，因此，从降低系 统整体成本及增加系统的可靠性、安全性角度考虑，采用叠层母排是非常有必要 的。 3 叠层母排的具体应用 以上我们定性的分析了一下叠层母排的优点， 但是叠层母排的应用还需要具 体的说明，下面我们将具体举例说明采用叠层母线的应用和实际效果。 3.1 原设计方案 我们某一客户的逆变单元设计方案参数如下： 直流母线电压 Vd=800V，流过 IGBT 的电流 I=125A，母排的杂散电感约为 760nH，选用的 IGBT 额定电压为 1700V。 其具体的结构图如下所示：
典型叠层母排的应用案例
(苏州西典机电有限公司 技术研发部，苏州 215151)
摘要：叠层母排是一种新兴、低电感、便捷的电气重要连接部件，由于其自身的 优点，使其可在小、中、高功率变流场合普遍使用，不仅涉及光伏、风电产业， 也可在各类变频器、整流装置中使用，是电力行业发展不可或缺的重要部件。本 文具体探讨一下其实际的应用和效果。 关键词：叠层母排；杂散电感；分布电感；IGBT；电压尖峰；浪涌电压 0 引言 叠层母排又称为复合母排， 层叠母排， 层叠母线排， 夹层汇流排， 低感母排， 电子母线，英文叫 Laminated Busbar（如图一所示） ，是一种多层复合结构的连 接排，可算是配电系统的高速公路。与传统的、笨重的、费时和麻烦的配线方法 相比，叠层母排可以提供现代的、易于设计、安装快速和结构清晰的配电系统。 它具有可重复电气性能、低电感、低阻抗、抗干扰、可靠性高、节省空间、装配 简洁、快捷等特点，可作为大功率模块化的连接部件。 叠层母排由于具有以上 优点，因此广泛应用于光伏、风电、电力及混合牵引、电力制动单元、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场所。
基于Ansys的低电感叠层母排设计
所 示 。图 中功 率开关 （如 ＩＧＢＴ 模块 ）、电容器 、 散热器 等 ，利 用螺栓连 接在 叠层母排 。
【，ｏ ： 粤Ｕｆ
（１）
式 中 ，ｉ。 为 器件 开关 电流 ；Ｌｍ 为换 流 回路 杂散 电 感 。
该尖 峰 电压 既是 系统 功率变换 器主 要 ＥＭＩ干扰 源 之一 ，又会 导致 器件 开关 损耗 增加 ［”。因 此 ，功 率 变换器 整机 结构 设计 时 ，为 了降低换 流 回路杂 散 电感 。 ，抑制 关断过 电压 ，普遍采 用叠层 母排 结 构作 为连 接 导线［ 。
研 究 与 开 发
使用 叠层母 排代 替 电缆连 接方 式 ，具有 独特 的 应用优 势 ［３】．
１）减 少 寄生 电感 。扁 平 的矩 形 结构可 以有 效减 少 自感 ，而层 叠 的多层 铜 排 中若 流过 反方 向的 电流 ， 则可 以相互 抵消产 生 的磁 场 ，减少互 感 。
关键 词 ：叠层 母排 ；低 电感；过 电压 ；Ｈ桥逆 变器 ；ＥＭＩ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｌｏｗ－Ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｌａｍ ｉｎａｔｅｄ Ｂｕｓｂａｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａ ｎｓｙｓ
ＣｈｅｎＪｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＰｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕａｉｙｉｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕａｉａｎ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２２３３００）
研 究 与 开 发
基 于 Ａｎｓｙｓ的低 电感叠层 母排设计
陈 静
（淮 阴师 范学院 物理 与 电子 电气工 程学 院 ，江苏 淮安 ２２３３００）
摘要 针 对功 率开关 关断过 电压和 ＥＭＩ危 害 ，本 文从减 小 回路杂散 电感 出发 ，阐述 了叠 层母 排 在功 率 变换 器 中应用 优势 及数 学模 型。 然后 ，基 于 电磁场 理论 ，提 出回路 面积 最小 化无感 母排 设 计原则 ，并 进行 Ｈ 桥 逆 变器 叠层母 排结构 设计 。最后 ，Ａｎｓｙｓ有 限元仿真 结果表 明 了设 计方法 的合理 性 。
层叠母排的电感、电流、散热优势(材料详实)
产品介绍叠层母线，又名层叠母线或叠层母排，英文名busbar 或 Laminated Busbar 是将单层或多层扁平导体用绝缘材料包裹封装起来，使之相互绝缘，降低了引线电感，并有效节省了安装空间。
应用在电力电子、通信等领域能显著提高系统性能，降低总体成本。
主要性能及优势低电感系数结构紧凑，有效利用空间且能控制系统温度最小的阻抗、压降减少电压尖峰对元器件的损害，延长（提高）电子元件的使用寿命降低系统噪音和电磁干扰/射频干扰方便安装和现场维护减少部件数量，增加了系统的可靠性均匀分布的电容简洁、美观市场与应用电力电子工业变频器逆变(变流)器风力发电UPS系统高密度配电箱电焊机测试设备交通运输电力机车轨道交通电动汽车电驱动船舶航空航天卫星系统航天飞机导弹系统军事潜艇通讯系统装甲车辆雷达系统产品规格用户可以自行设计产品，通过向我们提供图纸进行订做用户也可以向我们提供实际应用环境的资料比如：1、母排按装位置及元件接口位置尺寸图；2、各接口承载额定电流值；3、环境污染等及；4、层间耐压要求；5、额定电压等信息由我们帮助客户设计产品。
绝缘材料的选择:层叠母线的引线电感非常低，而这一点须由良好的绝缘材料来保证，要满足一系列电绝缘和环境要求，用户可以根据实际应用环境进行最优选择：材料性能密度(g/cm3) 热膨胀系数热导率W/(kg.K)介电常数(f=60Hz)介电强度(kV/mm)阻燃等级绝缘耐热等级吸水性(%)/24h价格性能特点NOMEX 0.8~1.1 0.143 1.2 9 94 V-0 220 高优良的耐火、耐热性,良好的耐化学腐蚀性,机械性能好,耐辐射阻燃NMN 1.1~1.3 0.136 2.4 14 94 V-1 155 中良好的电性能,机械性能好耐割穿性和过载能力好DMD 1.2 0.129 4.3 11 94 V-1 155 低较高的耐热性能优良的电性能，机械性能好NHN 1.1 0.141 4.8 8 94 V-0 155 高优良的电性能,耐割穿性和过载能力好,阻燃聚酰亚胺PI 1.42 20 0.094 3.5 9 94 V-0 220 0.24 高优良的耐热性,良好的电性能,耐辐射，阻燃聚氟乙烯PVF 1.38 53 0.126 10.4 19.7 94 V-0 105 0 高优良的电气性能，化学性质稳定,极。
叠层母排杂散电感
Lstray = 50 % 电容的并联更能降低电感
直流母线的设计原则
-直流母线 + 半层 直流母线 +/- 全层 -直流母线孔要在合适的地方
电容端子结构+/-
4,42 nH
3,62 nH
低电感的直流母线设计
loop
1 cm²≈ 10 nH
Lstray < 20 %
低电感的设计
• 结构设计对杂散电感有显著影响
– 电流流动没有环路 =电流反并联= 没有磁场
Lstray = 100 %
剩余环路
Lstray = 30 %
保持交叉
低电感的设计
• 结构设计对杂散电感有显著影响
– 电流流动没有交叉 =电流反并联= 没有磁场
不同结构母排的电流 分布及电感
平行铜排的 表面电流分布 Ls = 73.4 nH
层叠铜排的 表面电流分布 Ls = 10.6 nH
如何检查和分析杂散电感?
我们需用导线取代电容来测量杂散电感
顶层 测试点
底层
低电感的设计
• 结构设计对杂散电感有显著影响
– 导体必须平行= 电流反并联= 没有磁场
Lstray = 100 %
- bus bar
• 结构设计对直流母线的杂散电感有显著影响
– 方向也要考虑
Lstray = 100 % Lstray = 80 %
++-
Low Inductance DC-link
Design
• Simulation of current
distribution for the case
+obfuLs bsatrray = 80 %
叠层母排.docx
叠层母排产品概述叠层母排是一种多层复合结构的电气连接排，对传统的电气设计而言，其类似于配电系统的高速公路；又称为层压母排、直流母排、低电感母排、多极性母排、高集成母排等（英性能优势HKMB和传统的配线方式相比，它可以用较低的成本获得更可靠的电气、结构和热设计等方面的优化设计，尤其是在大功率的模块化产品的应用优势更为明显。
工艺特性采用高效率的创新热压技术，绝缘材料采用国外进口的材料，导体采用符合“GB/T 5231-2001|加工铜及铜合金化学成分和产品形状”，导体电镀工艺采用符合“GB/T12599-2002 GB/T 12599-2002 金属覆盖层锡电镀层技术规范和试验方法”。
我们拥有一套一致性高的生产工艺，保证HKMB产品能安全承受较重的机械、电气的负荷和较高的温度负荷。
电气特性HKMB采用的绝缘纸厚度相对较小，介电常数K相对较高，所以母排的电容相对较大，即相当于增加了系统电容；另外，HKMB的物理结构特点也决定了它的高的分布电容、低的系统阻抗、低的串联电感的特性，见下表：结构特性结构设计集成度高，易于安装，有利于产品系列化和模块化。
材料选型导体绝缘材料镀层HKMB 产品系列行业应用HKMB®的重要的特性是高的分布电容、低的系统阻抗、低的串联电感，所以在电力电电力电子电力电子装置设计中，HKMB产品可提供低电感直流通路，确保IGBT最佳的开通和关断特性。
HKMB产品是直流电源电路中的关键部件，以连接IGBT 、电容的一次回路，同时也可以连接其他二次回路的器件。
轨道交通电力机车和电动汽车中，对器件的可靠性要求更高，HKMB产品可提供低电感直流通路，确保IGBT最佳的开通和关断特性，在大电流的应用上这个优势更为明显。
医疗器械激光、射线、核磁设备应用中，要求设备性能稳定和可靠，HKMB产品具有优良的电气特性，和最小的EMI和RFI设计，防止串扰，在医疗领域可以提供优良的解决方案。
网络通讯通讯领域中，通信基站和互联网路由器设备制造商要求设备性能稳定和可靠，HKMB 产品具有优良的电气特性，和最小的EMI和RFI设计，防止串扰，在通讯领域领域可以提供优良的解决方案。
IGBT模块低杂散电感叠层母排设计
IGBT模块低杂散电感叠层母排设计IGBT模块低杂散电感叠层母排设计叠层母线用于实现电力电子产品中功率电路各组件的电气连接，通过采用正负极平行层叠分布的结构形式降低线路分布电感，从而降低功率元件两端的反向尖峰电压，降低功率器件对电压保护吸收电路的要求，提高功率器件运行的可靠性和稳定性，同时提高了电路的集成度，便于维修维护。
叠层母线具有以下优点：（1）低杂散电感，从而减少电压尖峰对元器件的损害，提高（延长）电子元器件的使用寿命；（2）具有最小的阻抗，降低连接组件两端的压降；可以降低系统噪音和电磁干扰、射频干扰；（3）方便安装和现场维护；（4）减少部件数量，增加系统可靠性；（5）简洁、美观。
目前BUSBAR已经被广泛应用于电力电子、航空航天、交通运输及军事等领域。
功率损耗与杂散电感的影响，V CE, I C, P v, E switch 的关系如下图：如果增加开关速度, 将减少开关损耗 E switch ：杂散电感对关断过程的影响：IGBT在关断时，由于直流环节的杂散电感，两端会出现过电压：加上直流母线电压后可能会导致Vce>Vcemax,从而使IGBT过电压损坏。
通过设计低电感的直流环节（较小的Lstray），可以使过电压显著减小。
电感：当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。
当线圈中的电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势，这就是自感。
两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。
母线的电感：电感普遍存在与导电的导体。
通常叠层母线（BUSBAR）的物理尺寸是由系统决定的，元器件的位置是由BUSBAR的结构决定的。
为了尽量减少电感的影响，而又不会对系统整体装配有大的影响，可以通过缩短导体与导体之间隔开的间距来实现。
在系统或者部件允许范围内，导体也应该设计成尽可能的宽。
电感估算公式：其中：L=nH，l=导体长度，a=电介质厚度，b=导体宽度电容：电容（或称电容量）是表征电容器存储电荷本领的物理量。
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图28 优化后我司设计母排结构及仿真
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叠层母排设计能力指导
———电感部分
作者：唐英才
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寄生电感对开关器件的影响及应对方法
直流回路的寄生电感和分布电感通常被称为 寄生电感(Stray Inductance)，它是由与电流回路 相交链的磁链引起的。功率半导体开关器件IGBT 通常工作在高频开关状态。当IGBT关断时，回路 产生的尖峰电压瞬间加载于IGBT的集电极（C） 和发射极（E）之间，形成的电压尖峰（△U）会 超过IGBT的额定电压，导致IGBT击穿。
应用
常见
2
增加功率吸收电路
常见
3
软开关技术
1. 软开关驱动器和功率吸收电路都需要专门设计，这将增 加变流器的制造成本； 极少见 2. 由于IGBT往往工作在高频状态下， di/dt本身很大，降 （大功率领域） 低电流变化率往往面临实际操作的困难。
2
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寄生电感测试手段
实际测量
基于业内公认的 脉冲测试方法和寄 生电感测试平台。
非叠层面积(cm^2)
0~100 100~200 200~400
单位面积电感系数 K3(nH/cm^2)
0.008 0.013 0.032
注：1）若非叠层面积为150cm^2， 则L=100*0.008+50*0.013； 2）此表格不适用于IGBT端子的电感计算。 14
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仿真结果（非叠层路径/电容孔距离对电感的影响）
图7 叠层母排与传统铜排电感对比图
实验结果：由左图8可知，叠层母排的电感值与铜 排厚度呈正相关，从1~2.5mm每增加1mm，电感值增加 约30%。 原因分析：增间距离增加时正负极母排产生的磁 链相互低调的部分减少，以致其电感值增加。
图8 母排电感值与铜排厚度的关系图
5
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寄生电感相关测试（2）
成本 减少30%
优化后19.2nH
图26 优化后我司设计母排结构及仿真
21
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优化案例（3）
优化前60nH 电感值减少 30nH（50%）
优化案例
图27 优化前客户原母排结构及仿真
优化后30nH
应用设备：光伏逆变器（三电平） 技术参数 绝缘耐压：3500V DC 1min 2mA 额定电压：1000V DC 额定电流：300A 外形尺寸：447mm*390mm*109.2mm 优化内容：端子长度、非叠层面积。
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仿真结果（铜排厚度对母排电感值的影响）
铜板厚度（1mm) 电感3.83nH 铜板厚度（2mm) 电感5.97nH
板厚增加0.5mm 电感增加2.14nH
板厚增加0.5mm 电感增加2.10nH
铜板厚度（4mm) 电感10.17nH
铜板厚度（3mm) 电感8.07nH
板厚增加0.5mm 电感增加2.10nH
仿真结果（非叠层区域对母排电感值的影响）
表4 母排不同非叠层面积对电感影响系数列表
层间距离 (mm)
0.5
不同非叠层面积（cm^2）时的电感值（nH）
0
5.97
100
6.75
200
8.46
400
11.67
1.0
7.53
8.35
0.008
10.04
0.013
13.25
0.032
单位面积电感值(nH/cm^2)
/
结论
非叠层路径对电感的 加成比例系数(K4)
0.191（nH/mm）
注：此系数适用于串联母排、电容孔距等结构的电感计算。
16
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仿真结果（不同端子长度对母排电感值的影响）
该仿真过程中，端子每增加1mm,电感增加约0.6nH 31.0nH 100% 端子长：30mm 27.3nH 88% 端子长：25mm
dt Lstray △U × di
图5 寄生电感测试原理图2
（1）
序号 1
2 3 4
测试设备/器件 IGBT
示波器 高频电流探头 差分电压探头
型号 英飞凌FF600R17ME4
泰克DPO2024B 泰克TCP0150 泰克P5210A
图6 实测波形图
表1 测试设备/器件列表
4
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寄生电感相关测试（1）
平均每mm间距电感 增幅（nH，平均值）
结论
母排的电感值与板厚、层间距离程线 性关系，1000*1000mm尺寸的母排铜板厚度 每增加1mm电感增加约2nH,层间距离每增加 1mm电感增加约3nH。
12
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仿真结果（非叠层区域对母排电感值的影响）
非叠层面积（0cm^2) 电感5.97nH 非叠层面积(100cm^2) 电感6.75nH
仿真测试
基于 SildWorks 3D建模和 Ansoft Q3D 仿真软件
图2 寄生电感测试原理图1
图4 仿真视图
图3 电感测试设备
3
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寄生电感测试原理
（1）测试原理： 选取整流设备任意一相IGBT下桥为检测对象，用高压隔离探头测取Uce(测取下桥Uce)， 用高频电流探头测取Ic，原理图见下图1，用高频隔离探头测得尖峰电压△U，用高频电流探 头测取电流的波形计算di/dt,通过下式1计算母线电感值：
图 9 压合前后叠层母排电感对比图
6可知，叠层母排的电感值与 实验结果：由左图10 可知，叠层母排的电感值与 0.5mm ，电 层间距离呈正相关，从0.5~3.5mm每增加1mm ，电感 感值增加约 10% 值增加约 10% 。。 原因分析：增间距离增加时正负极母排产生的 原因分析：层间距离增加时正负极母排产生的 磁链相互低调的部分减少，以致其电感值增加。 磁链相互抵消的部分减少，以致其电感值增加。
为了探究是否叠层和铜牌厚度对母排电感值的影响，我们使用相同款式的叠层母排（板厚1.5mm， 宽度460mm，长度216mm）,分作做了压合前后以及改变层间距离的电感测试，测试结果如下：
实验结果：由左图7可知，叠层母排电感值 28.03nH(平均值，下同），比传统铜排的电感132. 70nH 降低80%。 原因分析：叠层母排使电路的正负母排磁链互相 抵消，大大的减低了回路的电感值。
15
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仿真结果（非叠层路径对母排电感值的影响）
表5 母排不同非叠层路径对电感影响系数列表
路径长度(mm) 电感值（nH） 电感差值（nH） 电感/长度比 （nH/mm） 60 54.02 / 80 58.95 4.93 0.246 100 61.87 2.92 0.146 120 65.63 3.76 0.188 140 69.27 3.64 0.182 平均值 61.95 3.81 0.191
每1cm^2非叠层区域 产生0.008nH电感
每1cm^2非叠层区域 产生0.017nH电感
非叠层面积(200cm^2) 电感11.67nH 非叠层面积(200cm^2) 电感8.46nH
每1cm^2非叠层区域 产生0.032nH电感
图 16 不同非叠层面积对母排电感值的影响 13
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为了探究是否压合和层间距离对母排电感值的影响，我们使用相同款式的叠层母排（板厚1.5mm， 宽度460mm，长度216mm）,分作做了压合前后以及改变层间距离的电感测试，测试结果如下：
5可知，经过压合后的母排电 实验结果：由左图9 感值28.03nH(平均值，下同），比未压合的母排电感 值32.57nH降低16.2%。 原因分析：未压合的母排安装时铜排会产生形 变，导致实际的层间距离大于设定值，实测0.5mm层 间距离的母排部分区域层间距离近1~1.5mm。
电感值 减少20%
优化后40nH
图24 优化后我司设计母排结构及仿真
20
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优化案例（2）
优化前21.4nH
优化案例
图25 优化前客户原母排结构及仿真
应用设备：APF（有源滤波器） 技术参数 绝缘耐压：4000V DC 1min 2mA 电感值 额定电压：1000V DC 减少11.5% 额定电流：750A 外形尺寸：339.5mm*316mm*27mm 优化内容：电流路径、铜板层数。
图20 优化后我司设计母排结构及仿真
33nH（端子长50mm）
23nH（端子长30mm)
结论 IGBT端子电感系数 K5约0.5（nH/mm）
优化
端子每减少1mm, 电感降低0.5nH
图21 优化前客户原母排结构及仿真
图22 优化前客户原母排结构及仿真
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相关结论
电容排到IGBT路径尽量短 中间绝缘层尽量薄
图 10
母排电感值与层间距离的关系图
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仿真结果与实测结果对比
表2 测试母排实测值与仿真值对比列表 序号 1 2 结果类型 实测结果 仿真结果 层间距离0.5mm 28.03nH(压合） 32.57nH（不压合） 28.73nH 层间距离1.5mm 37.57nH（不压合） 30.26nH
图 11 P665母排仿真界面及结果（37.96nH)
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仿真结果（不同连接方式对母排电感值的影响）
11.8nH
10.8nH
100%
90%
仿真参数
9.9nH
设定电压：1200V DC 设定电流：200A 层间距离：0.5mm 铜板尺寸：160mm*95mm*1.5mm 电流端子尺寸： 15mm*10mm 电容槽口尺寸： 20mm*20mm 注：此处电感增减趋势会因电流方向改变 而发生改变。 8
80%
图 12 不同结构/流向对母排电感值的影响