近距離了解電動汽車中的諧振電容器
發布時間:2023-11-05 責任編輯:lina
【導讀】電動汽車(EV)的主要目標之一是提高其動力轉換裝置的效率。電力轉換的效率越高,電動汽車一次充電後的行駛距離就越遠。例如,減少DC-DC(或DC/DC)轉換器中的損耗,可使轉換器和整車的能效提高、設計進一步簡化並減少元件的發熱。
電動汽車(EV)的主要目標之一是提高其動力轉換裝置的效率。電力轉換的效率越高,電動汽車一次充電後的行駛距離就越遠。例如,減少DC-DC(或DC/DC)轉換器中的損耗,可使轉換器和整車的能效提高、設計進一步簡化並減少元件的發熱。
DC/DC 轉換器有多種類型,本文將重點介紹諧振 DC/DC 轉(zhuan)換(huan)器(qi)。諧(xie)振(zhen)轉(zhuan)換(huan)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)基(ji)於(yu)開(kai)關(guan)的(de)轉(zhuan)換(huan)器(qi),其(qi)中(zhong)包(bao)含(han)一(yi)個(ge)諧(xie)振(zhen)槽(cao),用(yong)於(yu)控(kong)製(zhi)輸(shu)入(ru)到(dao)輸(shu)出(chu)的(de)功(gong)率(lv)流(liu)。諧(xie)振(zhen)轉(zhuan)換(huan)器(qi)通(tong)常(chang)用(yong)於(yu)高(gao)壓(ya)應(ying)用(yong),以(yi)平(ping)滑(hua)波(bo)形(xing)、提高功率因數並降低高頻功率開關(如 MOSFET 和 IGBT)造成的開關損耗。LLC 電路在諧振轉換器應用中經常用到,因為它能在整個工作範圍內實現零電壓開關 (ZVS) 和零電流開關 (ZCS),支持更高的開關頻率,減少元件占用空間,並降低電磁幹擾 (EMI)。
圖 1. 諧振轉換器框圖(資料來源:STMicroelectronics)
[https://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/application_n...
諧振轉換器建立在諧振逆變器的基礎上,該逆變器使用開關網絡將直流輸入電壓轉換為方波,然後將方波加到諧振電路中。 如圖 2 所示,諧振槽由諧振電容 Cr、諧振電感 Lr 和變壓器的磁化電感 Lm 串聯而成。LLC 電路選擇性地吸收方波特定諧振頻率上的最大功率,並通過磁共振釋放正弦電壓。該交流波形經變壓器放大或縮小、整流和濾波後產生轉換後的直流輸出電壓,從而濾除一切高階諧波。
圖 2. 簡化的 LLC 諧振 DC/DC 轉換器(資料來源:Electronic Design )
[https://www.electronicdesign.com/power/llc-resonant-converters-raise-pow...
在為 DC/DC 轉換器選擇合適的諧振電容器時,電容器的均方根電流 (RMS) 是需要考慮的最重要參數之一。它影響電容器的可靠性、電壓紋波和轉換器的整體性能(取決於諧振電路的拓撲結構)。散熱也受均方根電流(RMS)和其他內部損耗的影響。
事(shi)實(shi)上(shang),在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)轉(zhuan)換(huan)器(qi)係(xi)統(tong)和(he)其(qi)他(ta)大(da)功(gong)率(lv)應(ying)用(yong)中(zhong),電(dian)容(rong)器(qi)的(de)自(zi)發(fa)熱(re)是(shi)一(yi)個(ge)普(pu)遍(bian)關(guan)注(zhu)的(de)問(wen)題(ti)。對(dui)於(yu)諧(xie)振(zhen)電(dian)容(rong)器(qi),我(wo)們(men)通(tong)常(chang)推(tui)薦(jian)具(ju)有(you)穩(wen)定(ding)容(rong)值(zhi)及(ji)高(gao)精(jing)度(du)、低損耗的多層陶瓷電容器(MLCC)以防止過熱現象的產生。樓氏電容(KPD)專業製造的MLCC相關係列產品可滿足這一應用需求,歡迎垂詢!
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本文轉載自:Knowles樓氏電容微信公眾號
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