复合母排几种特殊结构的优化设计

李义

（株洲中车时代电气股份有限公司，湖南 株洲 412005）

复合母排又称为层叠母排、层叠母线排、夹层汇流排、低感母排、电子母线等，被广泛应用在军工业、电动汽车、风力发电、轨道交通等领域中。

复合母排的外形轮廓尺寸、孔心距、铜塞连接位置等要依据电子器件的安装布局来设计，导致母排在设计时，常常会遇到一些特殊的外形轮廓、安装尺寸要求。在这种情况下，需要优化结构设计来解决制造问题。在产品的试制过程中会发现一些问题，需要结合自身的工艺水平，通过优化结构设计来解决这些问题。

1 几种特殊结构优化设计

1.1 母排安装孔优化设计

在设计安装孔时，为了防止母排表面绝缘膜被螺栓垫片或支撑柱破坏，应在安装孔两面粘贴绝缘垫片；为了防止绝缘垫片受力脱落，应将垫片设计得比绝缘环外径大。安装孔优化设计如图1所示。

图1 安装孔优化设计

1.2 折弯处让孔结构优化设计

试验发现，当复合母排折弯让孔设计不合理、让孔接近折弯中线且处于折弯变形区域时，折弯时会导致让孔变形甚至胶膜拉裂。由于母排工艺的限制，在折弯有让孔的母排时，为了防止孔在弯曲时产生变形，必须保证孔边缘距折弯变形区有一定的距离。

在折弯母排产品时，为了防止孔、槽在折弯时变形，必须使让孔不处于折弯的变形区域内，即必须至少保证导体层孔、槽的边缘到折弯中线的距离大于下模开口的50%.折弯处让孔优化设计如图2所示，L＞V/2，即在母排设计时，应保证L＞5t.

图2 折弯处让孔优化设计

当由于母排安装条件的限制，安装孔位置无法挪动，而安装让孔与折弯中线的孔边距在理论设计值以内，即让孔处在折弯变形区域之内时，折弯时让孔会有变形的风险。则采取掏空折弯变形区材料的设计方法，成功解决了折弯变形的问题，如图3所示。

图3 小边距折弯处让孔优化设计

图4 引出脚耐压击穿

图5 引出脚优化设计

1.3 接线引出脚结构优化设计

为了方便复合母排连接外部线路，其接线端子会设计成带引出脚的结构。当引出脚设计不合理时，特别是在高压产品打耐压测试时，就很容易在引出脚端子位置发生耐压击穿，造成产品报废。经分析发现，耐压击穿发生在包边工艺斜坡处，如图4所示。针对这种情况，现在将正、负铜排边沿错开设计，解决耐压失效问题，如图5所示。

2 结束语

通过分析复合母排几种特殊结构改善前的设计缺陷，提出了相应的结构设计优化的方案。为其他具有相同结构的产品设计提供了思路和借鉴。

参考文献：

［1］刘玉柱.叠层母排低感设计分析［J］.大功率变流技术，2013（01）：21-24.