薄膜電容如何拔高OBC性能？

電子發(fā)燒友網報道（文/李寧遠）新能源汽車的發(fā)展和電氣化系統的升級有著莫大的關系，在核心的電控系統中，充當綠葉的外圍元器件雖然少被提及，但對設計整體的性能產生了至關重要的影響，如電容器件。

新能源車上的車載充電器（OBC）、DC/DC、主電機驅動、輔驅等多個部位，就有著DC薄膜電容器廣泛的應用。

新能源汽車關鍵器件——薄膜電容

薄膜電容，作為電解電容優(yōu)秀的替代者，現在在新能源汽車中的用量很大，很受關注。薄膜電容本質上以金屬箔當電極，將其和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜從兩端重疊后，卷繞成圓筒狀構造的電容器。

和常見其他電容器相比，薄膜電容則介于鋁電解和陶瓷電容之間，容值上限不及鋁電解電容，工作電壓上限不及陶瓷電容，但是綜合了二者具有高容值且電壓等級也不低的優(yōu)勢。尤其和鋁電解電容相比，薄膜電容器有著遠遠領先的紋波耐受能力，而且得益于其自愈能力，使用壽命極長。

同時，薄膜電容表現出更高耐壓、更低ESR、無極性的優(yōu)勢，這使得基于薄膜電容的系統設計更簡化，能夠在苛刻的環(huán)境中可靠地發(fā)揮作用。

新能源汽車需要考慮到抗震、高溫、高壓大電流、高可靠性等諸多要求，電解電容雖然容值足夠但其他方面已經無法滿足，而薄膜電容的這些特性正好契合電動汽車的場景，尤其是OBC、DC/DC上的需求，薄膜電容也因此成為汽車電氣化升級歷程上的理想器件。

最為代表性的應用，就是OBC，從EMI濾波到PFC，到DC-link，到LLC諧振階段，以及最后的輸出，都需要薄膜電容的應用。

薄膜電容與OBC

新能源車上的薄膜電容應用很多，其中用量較大的有車載充電器（OBC）、DC/DC、主電機驅動、輔驅部位。最具代表性的還是它在OBC當中的應用。在這些應用中，薄膜電容主要實現的功能有三大類，EMI、旁路的耦合/去耦、濾波，儲能功能也有應用但不多。

在OBC應用中，薄膜電容需要格外注意自愈性、失效開路、低耗散系數這三個特性。尤其是自愈性，良好的自愈能力才意味著器件耐過壓能力強，高頻性好。自愈性即薄膜電容的介質在被擊穿后，能夠自行修復恢復正常工作狀態(tài)。

自愈特性給了薄膜電容很大的應用空間，其耐過壓能力可以達到幾千伏，加上優(yōu)秀的高頻特性，可以明顯提高電動汽車的性能、延長蓄電池的使用，從而解決新能源車車載量低，續(xù)航里程短的問題。目前業(yè)界多以特性非常優(yōu)異的聚丙烯薄膜電容為主。

上面提到，從EMI濾波到PFC，到DC-link，到LLC諧振階段，以及最后的輸出，都需要薄膜電容的應用。在OBC的EMI濾波上，薄膜電容為了輔助OBC往小體積高功率方向的發(fā)展，現在也是在通過雙85測試的前提下盡可能往小體積去做。而且現在廠商會給出小尺寸下更廣容值的選項，整體設計能更緊湊。

薄膜電容在DC-link上的應用已經很成熟，其作用是在OBC的整流電路和DC-DC電路之間做電流支撐濾波，吸收DC-LINK直流母線端的高脈沖電流，防止在阻抗上產生高脈沖電壓影響負載端，這里的薄膜電容要求大電流和大容量設計。

LLC諧振階段更為看重薄膜電容穩(wěn)定的脈沖強度和紋波電流性能，而輸出端為了提升OBC直流輸出的瞬態(tài)響應特性，需要大容量和低ESR 。

小結

在一些應用場合里，薄膜電容處理EMI以及濾波，還會運用其儲能作用。這些薄膜電容的應用，大幅提升了OBC以及整個新能源汽車電氣系統的性能水平，加速了汽車電氣化架構的升級。