深入了解電動(dòng)汽車(chē)中的直流鏈路電容器

直流鏈路電容器通常用于電源轉(zhuǎn)換器，作為輸入源與具有不同瞬時(shí)功率、電壓和頻率的輸出負(fù)載之間的中間緩沖器。在電動(dòng)汽車(chē) (EV) 應(yīng)用中，直流鏈路電容器有助于抵消逆變器、電機(jī)控制器和電池系統(tǒng)中的電感影響。它們還可用作濾波器，保護(hù) EV 子系統(tǒng)免受電壓尖峰、浪涌和電磁干擾 (EMI) 的影響。

圖 1. 電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中直流鏈路電容器的常見(jiàn)用途

　　請(qǐng)看圖 2 中的車(chē)載充電器 (OBC)，它負(fù)責(zé)為牽引電池充電。OBC 內(nèi)部包含：

　　AC/DC 轉(zhuǎn)換器，使用整流和功率因數(shù)校正 (PFC) 將電網(wǎng)中的交流電 (AC) 轉(zhuǎn)換為直流電 (DC)

　　用于能量緩沖的中間直流鏈路電路

下一階段的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器可調(diào)節(jié)產(chǎn)生的直流電壓，為電池提供正確的直流水平。

圖 2. OBC 的 AC/DC 級(jí)簡(jiǎn)化框圖

　　直流鏈路電容器 Cbulk位于 整流器和 DC/DC 轉(zhuǎn)換器之間。電容器的期望特性包括：

　　高直流電壓額定值：300V 至 500V

　　非常大的電容：200μF 至 1500μF

　　工作溫度范圍：-40 ℃至+ 250 ℃

　　低等效串聯(lián)電阻 (ESR)：< 1.5m Ω

　　高均方根 (RMS) 電流容量

　　高機(jī)械強(qiáng)度

　　為了滿足大電容值，需要多個(gè)電容器或電容器陣列。我們建議在此類(lèi)應(yīng)用中使用GCM系列片狀多層陶瓷電容器(http://9337307.com/qichejitiepiandianrong/28-118.html)，容量0.10pF - 330μF 。直流鏈路電容器還必須能夠處理兩倍的線路頻率。因此，常見(jiàn)的電路布置包括與其他電容器技術(shù)并聯(lián)連接的多層陶瓷電容器 (MLCC) 以實(shí)現(xiàn)此目的。

另一個(gè)使用直流鏈路電容器的電動(dòng)汽車(chē)子系統(tǒng)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的逆變器(如圖 3 所示)。逆變器將電池中的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，以在加速期間驅(qū)動(dòng)牽引電機(jī)，然后在制動(dòng)期間將交流電轉(zhuǎn)換回直流電。它還檢測(cè)電機(jī)的速度和位置并驅(qū)動(dòng)絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 功率級(jí)。

圖 3. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中逆變器的簡(jiǎn)化框圖

　　鑒于電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用中轉(zhuǎn)換器和逆變器的數(shù)量眾多，選擇合適的高壓、高電容直流鏈路電容器對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的成功至關(guān)重要。如需更多信息，請(qǐng)聯(lián)系深圳容樂(lè)電子，我們一起討論您的具體用例。