揭秘电动汽车中直流链路电容器的奥秘

直流链路电容器在功率转换器中扮演着中间缓冲器的角色，连接着输入源与输出负载，适应不同的瞬时功率、电压和频率。在电动汽车（EV）领域，它们不仅有效抵消逆变器、电机控制器及电池系统中电感的影响，还充当滤波器，为电动汽车子系统提供保护，抵御电压尖峰、浪涌及电磁干扰（EMI）的侵害。

图1：电力转换系统中直流链路电容器的常见用途（来源：可靠电力电子中心1）

1:[http://vbn.aau.dk/files/152271344/reliability_of_capacitors_for_dc_link_... ]

请查看图2中的车载充电器（OBC），它承担着为牵引蓄电池充电的重要任务。在OBC内部，包含了以下组件：

⚫ AC/DC转换器利用整流和功率因数校正（PFC）技术，将电网中的交流电（AC）高效地转换为直流电（DC）。
⚫ 用于能量缓冲的中间直流链路电路。
⚫ 下一级的DC/DC转换器负责调节所产生的直流电压，确保为电池提供精准的直流电平。

图2：OBC交流/直流级简化方框图示

DC链路电容器Cbulk 被巧妙安置在整流器与DC/DC转换器之间。其卓越特性包括：

⚫ 高直流电压额定值：300V至500V
⚫ 超大电容：200µF至1500µF
⚫ 工作温度范围：-40°C至+250°C
⚫ 低等效串联电阻（ESR）：<1.5mΩ
⚫ 高均方根（RMS）电流容量
⚫ 具备高机械坚固性

为了满足大电容值的需求，通常需要采用多个电容器或电容器阵列。在此类应用中，楼氏电容事业部强烈推荐使用高性能StackICap 1812-4040 250V-1.2kV 100nF-5.6µF X7R系列电容器2，此外，直流链路电容器还需具备处理两倍线路频率的能力，因此常见的电路布局是将多层陶瓷电容器（MLCC）与其他电容器技术并联，以达到这一要求。