近距离了解电动汽车中的谐振电容器

电动汽车（EV）的主要目标之一是提高其动力转换装置的效率。电力转换的效率越高，电动汽车一次充电后的行驶距离就越远。例如，减少DC-DC（或DC/DC）转换器中的损耗，可使转换器和整车的能效提高、设计进一步简化并减少元件的发热。

DC/DC 转换器有多种类型，本文将重点介绍谐振 DC/DC 转换器。谐振转换器是一种基于开关的转换器，其中包含一个谐振槽，用于控制输入到输出的功率流。谐振转换器通常用于高压应用，以平滑波形、提高功率因数并降低高频功率开关（如 MOSFET 和 IGBT）造成的开关损耗。LLC 电路在谐振转换器应用中经常用到，因为它能在整个工作范围内实现零电压开关 (ZVS) 和零电流开关 (ZCS)，支持更高的开关频率，减少元件占用空间，并降低电磁干扰 (EMI)。

图 1. 谐振转换器框图（资料来源：STMicroelectronics)

谐振转换器建立在谐振逆变器的基础上，该逆变器使用开关网络将直流输入电压转换为方波，然后将方波加到谐振电路中。 如图 2 所示，谐振槽由谐振电容 Cr、谐振电感 Lr 和变压器的磁化电感 Lm 串联而成。LLC 电路选择性地吸收方波特定谐振频率上的最大功率，并通过磁共振释放正弦电压。该交流波形经变压器放大或缩小、整流和滤波后产生转换后的直流输出电压，从而滤除一切高阶谐波。

图 2. 简化的 LLC 谐振 DC/DC 转换器（资料来源：Electronic Design ）

在为 DC/DC 转换器选择合适的谐振电容器时，电容器的均方根电流 (RMS) 是需要考虑的最重要参数之一。它影响电容器的可靠性、电压纹波和转换器的整体性能（取决于谐振电路的拓扑结构）。散热也受均方根电流（RMS）和其他内部损耗的影响。

事实上，在电动汽车转换器系统和其他大功率应用中，电容器的自发热是一个普遍关注的问题。对于谐振电容器，我们通常推荐具有稳定容值及高精度、低损耗的多层陶瓷电容器（MLCC）以防止过热现象的产生。楼氏电容（KPD）专业制造的MLCC相关系列产品可满足这一应用需求，欢迎垂询！

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