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電動車逆變器大容量電容器:用3μm以下的薄膜做(上)

鉅大LARGE  |  點擊量:1242次  |  2019年12月30日  

目前,電動汽車逆變器的平滑電容器采用薄膜電容器已經成為普遍的做法。這是因為薄膜電容器耐壓性及頻率特性較為出色的結果。日本指月電機制作所采用厚度在3μm以下的薄膜實現了薄膜電容器的小型化,并減輕了制造時給介電體帶來的負荷,提高了可靠性。另外,還采用了即使部分電極發生短路也不會對整體帶來不良影響的蒸鍍形狀。


混合動力車(HEV)及電動汽車(EV)上采用輸出功率高達數十千瓦~一百數十千瓦的馬達。電壓也高達數百伏,所以需要能夠驅動它的逆變器。指月電機制作所于2010年開發出了在這種逆變器中不可缺少的、用于平滑電壓的薄膜電容器。容量從500μF到1300μF左右。額定電壓高達600V,與2007年開發的原產品相比,額定電流增至以往產品的4倍(表)。該產品已被日立汽車系統公司采用,現在提供給大型汽車廠商的混合動力車使用。


通過薄膜電容器滿足大容量、高電壓需求


逆變器可將來自電池的直流電通過轉換器轉換成變動較小的電壓,再通過名為絕緣柵雙極晶體管(InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT)的開關元件轉換成近似于交流電的矩形波(圖1)。開關頻率快至十數kHz~數十kHz,由此產生的浪涌電壓很大。這種浪涌電壓與開關元件的輸入電壓重疊,便會產生尖峰(變動)。為了減少這種尖峰,需要采用平滑電容器。


圖1:為了保護開關元件,平滑電容器必不可少


變動較大的電壓施加到開關元件上之后,最壞的情況下,元件會損壞。通過平滑電容器吸收電壓變動,以便向元件供給穩定的電力。


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