什么是飞跨电容器?电池管理系统中的飞跨电容器介绍

发布时间: 2024-04-07
来源: 电子工程世界

随着对高效率和高功率密度逆变器的需求不断增长,越来越多的电力电子系统开始选用“飞跨电容多电平逆变器”。


由于这些电容器可根据连接的半导体开关结构和状态去“浮动”到不同的电动势,它们有助于平衡因制造公差、温度变化和其他因素造成的电压水平差异。


这些电容器还有助于平衡整体的电压,根据需要临时储存和释放能量,提高功率密度和质量,并优化利用现有的电压。


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什么是飞跨电容器?

飞跨电容器是一种用于多级逆变器的电容器,常见于电动汽车(EV)的逆变器、电池管理系统(BMS)、可再生能源系统和其他电力电子设备等应用。

飞跨电容器的主要功能是在逆变器的不同级别之间存储和转移能量,通过多个电容器的串联或并联来提供所需的电压。

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示例:电池管理系统中的飞跨电容器

飞跨电容器的自重轻、结构紧凑,有助于平衡电压和延长组件的寿命,因此常用于电动车和太阳能逆变器等应用。

例如,在电动汽车BMS中,飞跨电容器可用于平缓电池组的电压波动。电动汽车的电池组通常由许多串联、并联的单个电池组成,由于制造公差、温度变化和其他因素的不同,这些电池的电压水平会有轻微的变化。

飞跨电容器可根据需要临时储存和释放能量来平衡各电池的电压。这有助于确保电池组中的所有电池都在最佳电压水平下工作,从而延长电池组的整体寿命。

此外,飞跨电容器还有助于减少电压波形的谐波畸变,改善系统的整体电能质量。

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为什么选择陶瓷电介质?

电解电容器可选的电介质材料很多,但陶瓷材料能特别有助于实现飞跨电容器的性能。陶瓷电容器具备其独特、可用的物理特性,包括:

  • 高介电常数:陶瓷电容器可在微小的封装中储存大量的能量。

  • 低等效串联电阻(ESR):陶瓷电容器能快速有效地传输能量。

  • 尺寸和寿命:陶瓷电容器体积小、重量轻、寿命长,这有助于减少逆变器的尺寸和重量,使其成为紧凑型电子设备的理想之选。

  • 传输的速度:陶瓷电容器可在逆变器的不同电压之间快速传输能量,有助于降低损耗,提升系统的整体效率。


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