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大電流バスバーの接続安定とは？課題と対策・製品を解説
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パワーモジュールにおける大電流バスバーの接続安定とは？
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『ダーリントントランジスタ』は、低ベース電流から高いコレクタ電流を
得るために使用されるディスクリート半導体です。
複数のトランジスタを直結したダーリントン接続により、電流増幅率を
非常に大きくできる製品。一般的なトランジスタの電流増幅率(hFE)は
100程度ですが、ダーリントントランジスタは 2000以上が可能です。
これにより、僅かなベース電流で大きなコレクタ電流を流すことができます。
【ラインアップ(抜粋)】
■STMicroelectronics NPN ダーリントンペア ULN2803A
■Texas Instruments NPN ダーリントントランジスタ ULN2803ADW
■Toshiba NPN ダーリントントランジスタ 2SD1223(TE16L1,NQ)
■Allegro Microsystems NPN+PNPダーリントントランジスタ A2982SLWTR-T
■onsemi NPN ダーリントントランジスタ MJH11022G
※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
【ディスクリート】ダーリントントランジスタ ラインアップ一覧
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パワーモジュールにおける大電流バスバーの接続安定
パワーモジュールにおける大電流バスバーの接続安定とは？
パワーモジュールにおいて、大電流を効率的かつ安全に伝送するために不可欠なバスバー（導体板）の接続部の信頼性を確保すること。これにより、発熱、電圧降下、振動による緩みなどを抑制し、モジュールの長寿命化と高信頼性を実現する。
課題
熱膨張・収縮による接触抵抗増大
大電流による発熱と冷却による温度変化でバスバーが膨張・収縮を繰り返し、接続部の接触圧が低下し、接触抵抗が増大する。
振動による緩みと接触不良
モジュールが動作中に発生する振動により、バスバーの固定が緩み、接触不良や断線に至るリスクがある。
酸化・腐食による導電性低下
大気中の水分や異物によるバスバー表面の酸化や腐食が進み、導電性が低下して発熱の原因となる。
締め付けトルク管理の難しさ
大電流に対応するためには強固な締め付けが必要だが、過度な締め付けはバスバーやモジュール本体の破損を招き、不十分な締め付けは接触不良を引き起こす。
対策
高信頼性締結構造の採用
熱膨張・収縮を吸収し、一定の接触圧を維持できるばね座金や特殊な締結機構を採用する。
耐振動性設計の導入
振動による緩みを防ぐためのロッキング機構や、振動吸収材を組み込んだ構造設計を行う。
表面処理と保護膜の適用
バスバー表面に耐酸化性・耐腐食性に優れためっき処理を施し、必要に応じて保護膜で覆う。
自動化された精密締結システム
トルク管理が可能な自動締結機を使用し、均一で最適な締め付けトルクを確実に実現する。
対策に役立つ製品例
高弾性ばね座金
温度変化によるバスバーの伸縮を吸収し、常に一定の接触圧を維持することで接触抵抗の増大を防ぐ。
ロッキングワッシャー
振動によるボルトの緩みを防止し、バスバーの固定状態を安定させることで接触不良のリスクを低減する。
導電性ペースト
バスバーの接触面に塗布することで、表面の微細な凹凸を埋め、接触面積を増やし導電性を向上させる。
自動トルク制御締結ツール
設定されたトルク値で自動的に締結を行うため、人為的なミスを防ぎ、安定した接続品質を確保する。
