在探讨电动汽车电气化系统的创新与提升时,人们通常将焦点放在核心的主控制单元和功率元件上,而对那些辅助元件,例如电容,却鲜少关注。然而,这些辅助元件实际上对整体设计的性能有着决定性的影响。本文将通过分析永铭薄膜电容在车载充电器中的应用,深入讨论在电动汽车中电容器的选择和应用。
在电容器的众多成员中,铝电解电容以其悠久的历史在电力电子领域占据了一席之地。但随着技术需求的演进,电解电容的局限性也日益明显。因此,一种性能更优越的替代品——薄膜电容应运而生。
相较于电解电容,薄膜电容在耐压性、等效串联电阻(ESR)低、无极性、稳定性强、寿命长等方面具有显著优势。这些特点使得薄膜电容在简化应用系统设计、增强抗纹波能力以及在严苛环境下提供更可靠的性能方面表现突出。
将薄膜电容器的性能与电动汽车的应用环境进行比较,我们不难看出它们之间存在着极高的匹配度。因此,薄膜电容器无疑是电动汽车电气化过程中的首选组件。然而,要使电容器适用于汽车,它必须通过更为严格的车用标准(例如AEC-Q200)的检验,并且要能在极端条件下正常工作。基于这些要求,我们在选择和应用电容器时,应当遵循这样的原则。
01、OBC中的薄膜电容
一个 OBC 系统通常包括两个主要的部分:将交流市电变成直流电的整流器电路,以及生成充电所需直流电压的 DC-DC 功率变化器。在这个过程中,可供薄膜电容施展身手的应用场景包括:
● EMI 滤波
● DC-LINK
● 输出滤波
● 谐振腔
02、薄膜电容在OBC中的应用场景
对于输出滤波和DC-link,永铭都有相应的薄膜电容产品可供使用。而且特别值得一提的是,所有这些永铭的产品,都通过了 AEC-Q200 车规认证,并且在很多类别中都特别提供了可供高温高湿(THB)环境使用的型号,给开发者选型提供了更多的自由度。
DC-LINK 直流支撑
在 OBC 中的整流电路和 DC-DC 转化器电路之间,需要一颗 DC-LINK 电容来做电流支撑滤波,其主要作用是吸收 DC-LINK 直流母线端的高脉冲电流,防止在 DC-LINK 的阻抗上产生高脉冲电压,防止负载端受到过电压的影响。薄膜电容耐高压、大容量、无极性等特性非常适合 DC-LINK 滤波应用。
永铭的MDP(H)是 DC-LINK 电容的理想之选,它具有最高500μF的电容值,低 ESR 和优异的抗纹波能力,超过 100,000 小时的使用寿命,以及最高 125℃ 的工作温度,同时高温特性突出,有限时间内可在 150°C 下工作。
输出滤波
为了提升 OBC 直流输出的瞬态响应特性,需要一颗大容量、低 ESR 的输出滤波电容。为此,永铭提供了MDP低压 DC-LINK 薄膜电容,该系列产品最高容值达 500μF,额定电压可选范围宽(500Vdc-1500Vdc)。
03、总结
从上述分析可见,在新能源产业中,薄膜电容器因其独特的性能优势,逐渐受到工程师群体的青睐,并被广泛应用于相关方案中。特别是在汽车设计领域,薄膜电容器的应用趋势日益显著。
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