在變頻器功率回路中,功率母線浪涌電壓主要有IGBT的關(guān)斷浪涌電壓和續(xù)流二極管的恢復(fù)浪涌電壓。浪涌電壓產(chǎn)生的原因在于變頻器功率回路中存在分布電感Lp（如直流母線的分布電感,功率器件內(nèi)部的分布電感等）,當(dāng)功率器件在驅(qū)動(dòng)電路作用下發(fā)生功率回路的換流時(shí),流過分布電感的電流i發(fā)生突變di/dt,分布電感將產(chǎn)生阻止電流改變的電壓。該電壓與直流母線電壓迭加并以浪涌電壓的形式加在功率器件的兩端，對(duì)功率開關(guān)和電動(dòng)機(jī)絕緣構(gòu)成威脅，分布電感量越大，負(fù)載電流越大，功率開關(guān)的電流下降時(shí)間越短，這種危害就越嚴(yán)重,且這種危害不會(huì)因?yàn)楣β书_關(guān)器的選擇而消失。

傳統(tǒng)的分立式銅排，寄生電感量過大，在功率開關(guān)關(guān)斷瞬間產(chǎn)生的瞬態(tài)電壓與直流回路電壓疊加，對(duì)功率開關(guān)和電動(dòng)機(jī)絕緣構(gòu)成威脅，同時(shí)還會(huì)降低IGBT輸出效率；頻率越高，損耗越大。

一、應(yīng)需而生的疊層母排技術(shù)

為解決浪涌電壓所引起的一系列問題，關(guān)鍵在于減少變頻器功率回路中存在分布電感。合康變頻前瞻行業(yè)發(fā)展趨勢，率先引進(jìn)該疊層母排技術(shù)，能有效減少分布電感，降低由于電壓擊穿而引起的開關(guān)元件損害概率。該疊層母排由扁平銅導(dǎo)體和涂有薄粘膠的絕緣膜構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)各電極之間充分重合和絕緣層與電極之間的完全密封。采用用疊層母排后，同一回路的正負(fù)導(dǎo)體壓合在一起，正負(fù)極磁場方向相反，分布電感相互抵消(如下圖)，從而減小分布電感，防止功率半導(dǎo)體元件開關(guān)時(shí)疊層母排上形成的浪涌電壓擊穿元器件，減小或省掉旁路電容，讓功率元件發(fā)揮出最大的功效。

二、疊層母排其它優(yōu)勢：

1.低局部放電

局部放電是指絕緣內(nèi)部產(chǎn)生的局部漏電現(xiàn)象。局部放電的成因有：高電壓(大于等于直流1kV)；不同電壓等級(jí)間的內(nèi)絕緣和銅板間有氣隙。局部放電會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)絕緣快速老化，5年左右失效，這將是高壓變頻器的一個(gè)嚴(yán)重的安全隱患。疊層母排的絕緣層和銅板間用膠粘劑熱壓后完全貼合，無任何氣隙。出廠前可100%局部放電率測試，絕緣壽命超過20年，在整個(gè)變頻器使用過程中免維護(hù)，解決了長時(shí)間工作后變頻器的安全隱患。

2.低阻抗，高容值

較低的阻抗能夠以更低的電壓降實(shí)現(xiàn)高電流承載能力，加上較高的容值能更多了儲(chǔ)存熱能，所以疊層母排比分離的散銅排更容易散熱冷卻，可以有效的降低系統(tǒng)溫升。

3.對(duì)抗惡劣環(huán)境

使用傳統(tǒng)分離式母排，振動(dòng)、鹽霧、冰雪天氣和粉塵會(huì)對(duì)母排構(gòu)成安全威脅：長期振動(dòng)可能造成分離式母排連接處松動(dòng)解體，海上的潮氣如滲入絕緣將導(dǎo)致層間擊穿，粉塵累積可能導(dǎo)致爬電擊穿，冰雪天氣可能使銅排間受潮凝露導(dǎo)致爬電擊穿等。而使用疊層母排，高強(qiáng)度整體粘結(jié)保證長期不松動(dòng)，同等電流下可以使銅排盡量減薄，用彈性補(bǔ)償振動(dòng)影響，全密閉結(jié)構(gòu)防止潮氣滲入，絕緣材料封裝消除了爬電擊穿的威脅，這些均表明使用疊層母排可以整體提高系統(tǒng)對(duì)抗惡劣環(huán)境的能力，使我們的變頻器在惡劣環(huán)境中能更好的運(yùn)行。

通過對(duì)分離式銅排和疊層母排分別做ansys仿真分析進(jìn)行對(duì)比（如下圖），進(jìn)一步驗(yàn)證疊層母排在電感溫升、降低分布電感等方面的優(yōu)勢。

母排大?。赫?fù)極均為300mm×24mm×2mm，模擬只連接一個(gè)電容時(shí)的溫升及分布電感，電容引腳距離32mm。分布電感大?。?68.17nH

疊層母排大小：正負(fù)極均為300mm×56mm×1mm，模擬只連接一個(gè)電容時(shí)的溫升及分布電感，電容引腳距離32mm。分布電感大小：27.24nH

三、結(jié)論

疊層母排技術(shù)是電力電子行業(yè)的一次創(chuàng)新，更是變頻器行業(yè)的一次革命，從此淘汰了雜亂，難以安裝維護(hù)的散銅排，變頻器變得更加穩(wěn)定和簡單實(shí)用。合康變頻敏銳的意識(shí)到了疊層母排產(chǎn)品對(duì)于變頻器行業(yè)的影響，在國內(nèi)變頻器行業(yè)還在觀望的情形下，毅然投入疊層母排技術(shù)的研究，并取得了令人興奮的成績。合康邁出了一小步，變頻器行業(yè)邁出了一大步，合康人勇于創(chuàng)新的精神將帶領(lǐng)變頻器行業(yè)越走越遠(yuǎn)……