薄膜电容在电动汽车 OBC 中的应用：选型方案解析

薄膜电容在电动汽车 OBC 中的应用：选型方案解析

在电动汽车电气化系统的设计中，核心的主控制单元和功率元件往往受到更多关注，而辅助元件如电容则常被忽视。然而，这些看似不起眼的元件对整体系统性能有着决定性的影响。本文将通过分析薄膜电容在车载充电器（OBC）中的应用，深入探讨其在电动汽车中的选型和应用要点。

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。

表：薄膜电容器与铝电解电容的性能比较优势

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。

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

薄膜电容在OBC中的应用场景

对于输出滤波和DC-link，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。

理想之选具有最高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，提供了最高容值达 500μF，额定电压可选范围宽（500Vdc-1500Vdc)的产品。

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。