作者 | zhou ming
母排，也称为busbar或汇流排，通常由铜或铝制成。与传统的电缆相比，母排的通流能力更强，占用空间更小，使得电气系统的布局更加紧凑，因此非常适合动力电池包、高压配电盒等小空间、大电流的应用场景。母排在设计时需要考虑：通流能力、压降、分流、近场辐射、发热、emc等因素，这些都可以通过cst仿真，提升正向设计能力。
母排的3d建模
母排的模型可以从cad模型直接导入，或者由cst直接创建，如下图所示。左侧为母排输入in，右侧分3路输出。
母排直流压降及分流仿真
仿真母排的直流压降，我们选择cst的js-solver，输入电流设置为1500a。
通过电势分布（potential）可以看出，在1500a输入情况下，母排最大的压降是0.183v。
通过电流密度（current density）监视器，可以直观的看到母排不同路径的电流密度。out1的位置由于路径最短，因此电流密度最大。
利用result templates对电流密度做后处理，就可以得到out1、2、3的分流大小（直流），分别是602a、481a、417a，电流会自动选择电阻最小的路径，该结果合情合理。
母排电磁场分布仿真
母排的周围会产生较强的电磁场，可能会干扰周围的传感器、pcb等电子部件，因此对母排做电磁场分布仿真是非常有必要的。接下来我们使用lf-solver，输入电流1500a，仿真频率设置为1khz。
通过仿真可以看到线圈1、2、3位置的磁场强度有较大差异，线圈1的位置最强，线圈3的位置最弱，这是由于母排结构不对称导致的。场强的差异又会影响到霍尔电流传感器的检测结果，线圈1位置的霍尔电流传感器检测值会明显偏大。因此在布置电流的传感器位置时，工程师要考虑周围磁场强度的影响，并根据磁场分布结果对母排形状进行优化。
母排em-thermal仿真
母排在设计时还需要考虑发热问题，这时cst的em-thermal仿真就派上了用场。创建一个em-thermal仿真流程，em使用js-solver，thermal使用cht求解器。
首先通过js-solver算出在1500a输入情况下，母排的thermal loss是276w。
接下来使用cht求解器，在自然散热的情况下，母排表面最高温度达到了327度，这说明1500a的电流远超母排的通流能力，有过热风险，需要对设计方案进行优化。
（内容、图片来源：cst仿真专家之路公众号，侵删）
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