叠层母排
叠层母排市场分析报告
叠层母排市场分析报告1.引言1.1 概述概述叠层母排作为一种重要的连接器件，在电子行业具有广泛的应用。
本报告旨在对叠层母排市场进行全面分析，包括市场现状、竞争对手分析以及未来发展趋势预测。
通过对市场的深入研究，本报告旨在为投资者提供全面的市场信息和发展趋势，以及给出相应的投资建议。
通过本报告的阐述，读者将能够更好地了解叠层母排市场的现状和未来前景，为投资决策提供更具有参考价值的信息。
1.2 文章结构文章结构部分内容：本报告将分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分，将概述叠层母排市场的概况和目的，同时介绍本报告的结构和总结。
正文部分将分别对叠层母排市场现状、竞争对手和发展趋势进行分析和预测。
在结论部分，将展望叠层母排市场的市场前景，提出相关的投资建议，并进行总结。
1.3 目的文章的目的是通过对叠层母排市场的深入分析，全面了解目前市场的现状、竞争对手情况以及未来发展趋势。
同时，通过对市场前景的展望和投资建议的提出，为相关投资者提供决策参考，帮助他们更好地把握市场机会，实现投资收益最大化。
通过这些分析和预测，本报告旨在为叠层母排相关行业提供可靠的市场分析依据，帮助企业和投资者规避风险，把握机遇，促进叠层母排市场的健康发展。
1.4 总结总结部分:通过对叠层母排市场现状分析、竞争对手分析和发展趋势预测，我们可以看出叠层母排市场正处于快速发展阶段，市场需求持续增长。
竞争对手众多，市场竞争激烈，但也为行业带来了更多的发展机遇。
未来叠层母排市场仍将保持增长势头，投资者可以考虑加大对叠层母排行业的投资。
在市场大环境稳定的前提下，投资者可以积极布局叠层母排市场，把握行业发展机遇，获得更多的投资回报。
2.正文2.1 叠层母排市场现状分析叠层母排市场现状分析叠层母排是一种用于连接电子设备内部组件的重要元件，它能够提供电气连接和信号传输功能。
近年来，随着电子产品的不断更新换代和智能化趋势的增强，叠层母排市场也呈现出不断增长的态势。
叠层母排的技术优势及其应用
通常使用避雷线 、避雷针来保护直击雷 。
经 过实践证 明，所有按照规 定设计避 雷针的变
例 介 绍
过计 算，避雷针 的最 高高度为 ８ ｍ 时，单根避
上接 １ ４ ２页
通 过对 叠 层母 排优 点 的具 体分 析 ，下面 明叠层 母排的具体应用 。 采用 叠层 母排 的应用和 实际效果 未 采 用 叠 层 母 排 的 方 案 的 设 计 参 数 如
击 对 电 气 设 备 造 成 的 危 害 。 通 常 使 用 避 雷 入 到变电站 中。
避 雷线 、避雷针等进行 防雷。作为防雷装 Ｊ 主要构 成部分 ，接地装置可 以有效避免变
所等建 筑物遭受雷击 。所 以，做好变 电站 雷 与调 度分析具有重要意义 。
（ ２ ）雷 电直接击中变 电站 。
作。
Ｔ选 择 的 过 程 中 需 要 留 出足 够 的 余 量 ， 这
‘
达到其 性能需要 。此外 ，该结构中的风扇
【 热方 式采取吹风 的形 式，导致交流输 出 Ａ ｌ 产生热 量的堆积 ，温度升 高非常快 ，严重 １ 了工作 的稳 定。 具了既 厚又窄 的铜 排 是 因为需要考虑空间尺寸 以及载流量 ，但 是该 铜排不仅 具有较大的 电阻 ，而且 也不具 备 良好 的散 热功 能，使得其温度升高较快 。但 采用了
２ ． １ 雷 电 直 击 变 电站 的 保 护 分 析
（ １ ． ５ ｈ一２ ｈ ｘ ）Ｐ
（ １ ）
在公 式 （ １ ）中，ｈ 为被保护物探 的高度 ，
单 位为 ｍ， ｈ为避 雷针的高度 ，单 位为 ｍ。高
度 影 响 系 数 为 Ｐ， 由 于 ｈ ３ ０ ｍ， 设 Ｐ ＝ Ｉ ， 经
公 式 １如 下 ：
大功率变流器系统H桥低感叠层母线排设计
大功率变流器系统H桥低感叠层母线排设计大功率变流器系统H桥低感叠层母线排设计1 引言大功率变流器正在被越来越广泛的应用，其所使用的igbt越来越短的开关时间导致了过高的dv/dt和di/dt，这就导致了分布杂散电感对功率器件关断特性有更重要的影响。
叠层母排技术可以有效抑制igbt的过电压尖峰[1][2]。
近年来直流母线排的研究主要有两个方向:(1)由于开关频率越来越高，其母线排的高频模型变得非常重要。
在文献[3]中提出了直流母线排的高频模型，但是这些文章都采用了较小尺寸器件适用的peec 方法，通过建立等效电路得到母线排的高频模型，所得到的母线排模型应用范围比较狭窄，而且缺乏工程实用性。
(2)改变母线排形状以实现低电感。
有文献采用给现有母线排开狭长形缺口的方法以改变电流流向，但其减少母排电感的可靠性值得怀疑，因为母线排内的孔洞造成的涡流损耗和电流分布不均可能反而会增加母线排的电感。
本文从实际出发，针对80kva/400a变流系统h桥母线排提出一种新的优化设计方案，从igbt布局，母排结构设计，缓冲吸收电路选择等方面全方位保证母排电感参数达到最优，在实际应用中有很好的可行性和可靠性。
2 igbt并联均流设计随着市场对兆瓦级大功率变流器的需求激增，目前igbt并联方案已成为一种趋势。
因为igbt并联能够提供更高的电流密度、均匀的热分布、灵活布局以及较高的性价比(这取决于器件及类型)。
通过将小功率igbt模块(包括分立式igbt)、大功率igbt模块进行并联组合，可获得不同额定电流的等效模块，而且实现并联的连接方式也灵活多样。
以高压变频器中广泛采用的h桥拓扑结构功率单元为例，其并联实现可以用不同电路结构的igbt模块，如半桥“ff”、单个“fz”、四单元“f4”和六单元“fs”，如图1所示。
并联可降低模块热集中，使其获得更加均匀的温度梯度分布，较低的平均散热器温度，这有益于提高热循环周次。
因此，igbt并联是大功率设计应用的最佳解决方案之一。
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
叠层母排
1.定义：叠层母排又称复合母排，层叠母排，层叠母线排，复合铜排，英文叫Laminated Busbar，是一种多层复合结构连接排，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，使用复合母线排可以提供现代的、易于设计、安装快速和结构清晰的配电系统。
具有可重复电气性能、低阻抗、抗干扰、可靠性好、节省空间、装配简洁快捷等特点的大功率模块化连接结构部件。
叠层母排优点：
●更少的总体成本
●很高的可靠性和安全性
●简洁紧凑的设计,节省内部空间
●降低杂散电感，降低尖峰电压保护IGBT
●更低的阻抗，
●无错误的安装
●量身定做的模块式结构, 便于安装和现场服务
●增加分布电容
●以更低的电压降实现高电流承载能力
●通常比电缆更容易散热冷却, 更小的温升
2.型号意义：
3.特性曲线
4.设计原理：。
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。
大容量三电平逆变器叠层母排的研究
大容量三电平逆变器叠层母排的研究摘要：1500V大容量集中式三电平逆变器，分布杂散电感对IGBT的关断特性有着重要影响，叠层母排的设计能有效减小杂散电感，抑制各功率器件的关断电压尖峰，省去吸收电容，使结构紧凑。
本文提出了一种复合铜排的设计，通过理论与仿真计算了该设计方案的杂散电感，并用实验加以验证，最后给出了系统结构和实验波形。
关键词：三电平逆变器，杂散电感，叠层母排1 引言直流母线回路电感的大小与母线的连接方式有很大关系，通常采用的铜排连接由于正负母线间距较大，因此回路面积较大，导致较大的等效电感。
叠层平面母排由紧密贴合的正负极铜板和夹在两者之间的绝缘材料构成三明治结构，绝缘片采用高绝缘强度材质，厚度较小，保证了正负铜板之间极小的回路面积，减小了等效电感。
本文提出了一种复合叠层母排设计，以1500V 大容量逆变器为研究对像，最后通过仿真和实验加以验证，证明是该叠层铜排的设计是有效的。
2 三电平逆变器换流回路杂散电感的影响分析三电平逆变器存在换流过程，研究其中输出相电压为正的换流情况，其中IGBT由开通转为关断的基本状态有两种，其他状态都可以依此类推，图1（a）表示T1正在关断，T3正在开通，电流流向负载端（为正方向），图1（b）表示T3正在关断，T1正在开通，电流流向直流侧（为负方向）。
在换流过程中，电流IT1或IT3正在减小，电流IDc1或IDF正增大，这两路突变电流会在其经过的各段连接线路和器件的杂散电感上感应产生高频电压，如下图1（a）与图1（b）所示，这些铜排连接线路和器件构成一个“换流回路”。
换流过程中产生的感应电压为：式中，为T1管换流过程中各段连接铜排及器件杂散电感的总和。
IGBT T1管上的电压应力为：可见，换流回路上叠加的感应电压与直流电压一起加在图1（a）的T1，或图1（b）的T3上，产生关断电压尖峰。
尖峰过高，可能会导致IGBT过压击穿、开关损耗增大等负面问题。
杂散电感越小，T1管的应力UT1越小。
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深南电路采用真空层压机压合叠层母排，在 关闭压机密闭仓门后的3min内可使压机密闭仓内 真空度达到20mbar，且在母排压合过程中全程抽 真空。这样压合出的叠层母排，即使中间绝缘层 间有间隙，间隙内部也基本处于真空状态，不提 供电离所需的空气。可以有效避免绝缘材料的老 化，提高产品的长期可靠性。
交流大电 流测试
模拟仿真
验证仿真结果
设计是否合 理
载流能力要 求
温升测量
是否满足客 户要求
指导工艺 改善
净化间
当叠层母排绝缘层内存在杂质时，将导致介质厚 度不均匀，杂质所处的位置电场集中。当电场升高到 击穿场强时，这些区域便会发生击穿，形成深坑。
击穿造成深坑端部电场集中，碳化的狭窄 通道很快在介质中发展，最后介质完全击穿。
深南电路叠层母排生产车间为十万级无尘净 化间，配备风淋室及空调系统，每小时换气次数 达10至15次，车间内≥0.5um颗粒物数量<300000 个/立方英尺，≥5um颗粒物数量<1000个/立方英 尺。这一生产环境可有效减少叠板过程中进入叠 层母排绝缘层中的杂质数量，提高母排的耐压性 能及长期可靠性。
可以通过改变叠层、 材料优化电容量
铜基裸露，寿命三年左右
完全包覆结构，寿命达数十年
应用领域
轨道交通
光伏逆变器
风电变流器
新能源汽车
通信领域
电力电子
绝缘包覆 树脂灌胶/ 环氧板封边 层间绝缘
树脂灌胶
绝缘包覆 层间绝缘
不封边
母排结构类型
绝缘包覆 绝缘封边 层间绝缘
电性能可靠性测试
高低温试验箱
冷热循环环境测试
真空层压机
由电极注入的电子和放电过程中电离的电子、 正负离子，其能量可达10eV以上，而一般绝缘材料 的分子键很小，如C=H键能为3.5eV，C=C键能为 6.2eV，当这些带电粒子撞击到气隙壁上时，就能打 断绝缘材料的分子键，破坏其分子结构。带电粒子 不断轰击，绝缘层不断腐蚀，最后导致击穿。局部放电第一阶段
局部放电产生的化学反应使介质表面上出现沉积物，它们的介电系数和电导系数一般都比气隙周围介质的高，因此电场 在沉积物的附近集中，局部放电逐渐转移到电场强度高的各点上。
第二阶段
在各个放电的集中点上，绝缘材料进一步被腐蚀。在绝缘材料被腐蚀的小坑底端，电场强度会超过该材料的击穿场强， 这时材料会被局部击穿，尖端又向前推移，在新的尖端附近又发生新的局部击穿。
叠层母排简介
叠层母排：又称复合母排、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， 是一种多层复合结构 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，使用复合 母线排可以提供现代的、易于设计、安装快速和 结构清晰的配电系统。具有可重复电气性能、低 阻抗、抗干扰、可靠性好、节省空间、装配简洁 快捷等特点的大功率模块化连接结构部件。 复合 母排广泛应用在电力及混合牵引、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。
性能
示意图
传统母排
叠层母排优点
叠层母排
可安装性 总体成本 电感性能 电容性能 可靠性
需多次安装操作，容易出错
一次性安装，防止出错
结构不紧凑，设备整体尺寸较大， 整体设备成本较高 杂散电感值大
电容设计无法优化
结构紧凑，减小设备整体尺寸， 整体成本低
叠层结构紧密， 杂散电感值小
压合封边
树脂喷涂 层间绝缘 多种颜色可选
树脂喷涂
盐雾实验箱
盐雾环境测试
叠层母排测试方法
超声波扫描仪
层间杂质及层间结合情况 检测
大电流发生器
载流能力测试
万能材料试验机
绝缘粘结片结合力测试
检测 能力
LCR测试仪
阻抗测量
恒温恒湿箱
恒温恒湿环境加速老 化测试
数字局部放电测试系统
第三阶段
经过一定时间的发展，放电就逐渐由气隙的底部边缘向绝缘材料内部延伸，不但放电通道的长度逐渐增长，而且分枝也 逐渐增多，形成了树枝状放电，最终放电的通道贯穿整个材料，就形成击穿。
我司所生产的叠层母排，在交付前均会经过严格的局放测试，确保交付给客户的均为合 格产品。
温升测试
超声波检测
超声波检测是为了发现叠层母排加工过程中的材料或制件中影响其性能的缺陷或特 性（气泡、空洞等），从而对母排的使用寿命进行评价并对引起局部放电的缺陷位置进 行定位。完成这一检测任务后，可根据检测结果，对材料和制件是否符合要求进行判定。