當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展，新能源汽車更是憑借其低碳環(huán)保和低使用成本等優(yōu)點(diǎn)而備受廣大消費(fèi)者的青睞。

在新能源汽車中，電機(jī)、電池和電機(jī)控制技術(shù)是新能源汽車的三大核心。電機(jī)控制技術(shù)的核心需要高效電機(jī)控制的逆變器技術(shù)，高效電機(jī)控制的逆變器技術(shù)則需要一個(gè)功能強(qiáng)大的IGBT模塊和一個(gè)與之匹配的DC-link電容器。IGBT模塊的重要性不言而喻，而DC-link電容器的性能優(yōu)劣同樣不容忽視，因而對(duì)于該電容器的可靠檢測(cè)是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

關(guān)于電容

我們知道，由于材料、生產(chǎn)工藝以及其他因素的影響，自然界中不存在純凈的電容，一般會(huì)包含寄生參數(shù)，如下圖所示：

電容串聯(lián)等效模型圖

在電容的串聯(lián)等效模型中，實(shí)際電容是由本身電容 Cs、引線電阻 Rs(ESR)，引線電感 Ls (ESL)串聯(lián)構(gòu)成。

電容器的阻抗頻率特性圖

根據(jù)阻抗頻率圖我們可以看到：

①當(dāng)頻率 << 諧振頻率時(shí)，Ls(ESL) 造成的影響忽略不計(jì)，可以等效為是 Cs 和 Rs(ESR) 串聯(lián)；

②當(dāng)頻率  ≈  諧振點(diǎn)時(shí)，Ls(ESL) 的影響不能忽略；

③當(dāng)頻率 >> 諧振頻率時(shí)，Cs 的影響忽略不計(jì)，可以等效為是 Rs 和 Ls(ESL) 的串聯(lián)。

以前大容量電容一般應(yīng)用在低頻領(lǐng)域，所以有些客戶對(duì) Ls(ESL) 的關(guān)注就很少，往往會(huì)把重心放在 Cs、Rs(ESR) 上，但隨著近幾年新能源汽車的快速發(fā)展，越來(lái)越多的大容量電容被應(yīng)用在新能源里面，而且實(shí)際使用的頻率也越來(lái)越高，這時(shí)候引線電感 Ls(ESL) 的大小直接能影響電容的質(zhì)量評(píng)定，所以需要精確測(cè)量。

敲重點(diǎn)！DC-link薄膜電容的特點(diǎn)

a) 容量高，可高達(dá)1000μF甚至更高

b) 頻率特性穩(wěn)定，產(chǎn)品高頻特性好，工作頻率約為10kHz

c) 低ESR(串聯(lián)等效電阻)，最小可達(dá)0.2-0.5mΩ，甚至更小，耐紋波電流能力強(qiáng)

d) 低ESL(串聯(lián)等效電感)，最低可達(dá)＜10nH，減小了在開關(guān)頻率下的震蕩效應(yīng)，因此可忽略掉吸收電容

e) 產(chǎn)品安全性好，耐過(guò)壓能力強(qiáng)，抗浪涌電壓能力大于1.5倍的額定電壓

f) 沒有極性，能承受反向電壓

g) 額定電壓可達(dá)800V以上，不需要串聯(lián)和平衡電阻

提問(wèn)&解答

Q 如何精準(zhǔn)且快速測(cè)試DC-link？

A 這是一個(gè)世界性難題。在以往，測(cè)試大電容的常見方法一般有兩種，分別為：

一、高低頻測(cè)試法

由圖一可以看到實(shí)際電容的阻抗頻率特性與理想電容式完全不同，由圖二可以看到隨著頻率增加，XL=ωL和Zc是越來(lái)越接近的，通常理論認(rèn)為，當(dāng)頻率越高，一般為1MHz或者更高的時(shí)候，根據(jù)阻抗計(jì)算公式：

所以

先用低頻去測(cè)試 Cs、Rs(ESR)，然后用高頻測(cè)試 Ls(ESL)，Rs(ESR)。這種測(cè)試方法要求高低兩種測(cè)試頻率必須遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)，才能降低 Ls(ESL)，Cs 造成的誤差影響。