消除直流链路的容积和性能

发布时间:2020/9/23 22:01:02 访问次数:1312

逆变器的要求为了使逆变器适用于汽车电动应用，该新型设计必须只能使用汽车级元件。此外，还必须提供极高的电力密度，从而确保紧凑、轻型。为了满足以上需求，Scienlab采用了一种水冷IGBT（电力半导体芯片表面积小），同时优化了控制器和驱动电路板的配置，以节省空间。不过，Scienlab将重点放在逆变器最大组成部分——直流链路的容积和性能。

借助CeraLink电容器实现直流链路的紧凑性和灵活性对于直流链路，Scienlab选择了TDK集团的CeraLink电容器，该电容器具有高达5.5μF/cm3 的很高电容密度。与其他电容器技术相比，CeraLink提供了电容密度和纹波电流能力的最佳组合，无需牺牲直流链路的任何性能，就能实现紧凑封装。这正是我们的牵引逆变器与其他逆变器的区别所在，单位电容器容积的电容密度和纹波电流能力。

对于需要高电容密度和高纹波电流能力的应用，CeraLink电容器技术是不二之选。

关键规格

组件型号：MB85RS4MT

容量（组态）：4 Mbit（512K x 8位）

接口：SPI（Serial Peripheral Interface）

运作频率：最高50 MHz

运作电压：1.8V - 3.6V

运作温度范围：-40°C - +125°C

读/写耐久性：10兆次（1013次）

封装规格：8-pin DFN，8-pin SOP

词汇与备注

铁电随机存取内存（FRAM）

传统陶瓷电容器，这些新型电容器基于陶瓷材料PLZT（锆钛酸铅镧），其电容值在应用电压时达到最大，甚至随纹波电压的占比成比例增加。相比于传统电容器设计，借助紧凑型CeraLink电容器的新型设计可使直流链路的体积缩小3到4倍。

系列电容器采用专业设计，工作温度范围为-40至+125 °C，甚至能耐受短暂的高达150 °C的高温条件。使用多个分立电容器不仅能提高元件布局的灵活性，还能使电容器的表面积和散热达到最大。即便环境温度很高，也能使用无源制冷技术。消除ESR和ESLScienlab进一步的设计目标是消除直流链路的ESR和ESL。

借助CeraLink仅为2.5 nH的极低ESL，可显著降低IGBT切换过程中的过冲和-电流，从而显著提升逆变器的系统性能。Scienlab把电容器并联在专门开发的多层PCB上，这样内阻也很低。频率为1 MHz时ESR值仅为3 mΩ，有助于显著降低直流链路的功率损失以及由此产生的热。随着频率增加和温度升高，ESR降低，从而允许温度高达150°C和高切换频率时的高效操作。