【经验】SMD-PPS贴片式电容在汽车电机控制器中的应用,电容的范围为0.01uf-2.2uF

2019-09-11 世强
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笔者之前曾经接手过有关于汽车电机控制器的设计案列,使用的电容是WIMA公司的SMD-PPS贴片式电容,笔者从器件选型、电路设计、系统测试三方面谈一谈使用心得。


器件选型

笔者在方案设计时,就电容器的设计做了如下选型要求:

• 电机为320V额定工作电压,因此电容的额定电压要高于该值。

• 因为汽车电路板尺寸较小,所以需要电容的封装尺寸较小,便于集成到控制器主PCB。

• 成本较低且寿命长,该产品为一次性产品,须长期稳定使用。

 

根据选型需求,笔者选择了WIMA公司的SMD-PPS贴片式电容,其具有如下特点:

 

• 电容的范围为0.01uf-2.2uF,可满足使用需求。

• 额定电压有400V的薄膜电容,满足1.2倍的相位裕量的设计需求。

• 工作温度-55~+140℃,可在极端环境下工作。

• 电容损耗因数较低,具有较好的功率输出特性。

• 小尺寸封装,可以减少电路板面积。

 

电路设计

在该控制器应用电路中,SMD-PPS主要是用作母线电容,用于平滑母线电压,使电机控制器的母线电压在IGBT开启/关断时比较平滑,同时可以吸收电机控制器母线端的高脉冲电流,防止母线端电压的过载和瞬时电压对电机控制器的影响。图1是笔者在设计中的实际电路。


                                             

图1 基于SMD-PPS的电机控制硬件电路

 

C1和C6是两个SMD-PPS电容,当母线电压输入时,其可补偿D1(整流桥)输出功率和逆变电路的差值,当电网瞬时电压超过电路正常工作电压时,母线电容可保护逆变器,防止高压冲击。在PCB布线时,母线电容应该紧凑布局,仅靠半桥布局,如果远离半桥布局,此时电压尖峰数值过高,母线电压加大时,半桥发热量会增大,在带负载时容易出现炸桥现象。


电路测试:

为测试基于SMD-PPS电容设计的电机控制电路的性能,我进行了母线空载测试。


测试结果如图2所示:


图2 测试结果


图2是测试实际测试图,在给母线电压通电后,电机空载测试,测试波形稳定,说明基于SMD-PPS电容设计的电机控制电路的性能良好,满足使用需求。

 

总结

本文推荐使用的SMD-PPS贴片式电容满足电机控制电路的使用要求,具有低电容损耗因数,价格较为便宜、尺寸较小、性价比很高,可以充分满足设计需求。


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数据手册  -  WIMA  - 2016年04月01日 PDF 英文 下载

RoHS Declaration of Compliance

型号- FKP 2,FKP 1,MP-Y2,SMD-PET,FKP 4,FKP 3,MKM2…,MKP4…,FKM3…,SMD-PEN,MPX1…,MKS2…,DCHY…,MP 3-X2,MKY2…,MKP-X1 R,DC-LINK,SMDI…,SNUBBER MKP,... MKP 4S,FKP0…,MP R-Y2,SNMP…,MKP-Y2,FKS2…,... HY,FKP4…,MKS 02,MKM 2,MP-X1,FKM2…,MKM 4,MKS 2,MKP 10,MPY2…,MKS 4,MKP 4F,FKP 02,FKS 3,FKS 2,DCP4…,MKP-X2,MKM4…,MCPB…,FKP3…,... MKP 6 HP,FKM 3,MKP2…,FKM 2,MKS4…,... MKP 4,SMDT…,... MKP 5,... MKP 6,MKS0…,GTO MKP,MKX2…,SNUBBER FKP,MKP-X2 R,MKPC…,POWERBLOCK,MKP 4C,SNFP…,DCP5…,MPRY…,FKP2…,DCHP…,MKP 2,MKP 4,MKP1…,MPX2…,GTOM…,SMD-PPS,MKXR…,MKX1…,... HC,DCHC…,MKPF…,SMDN…,DCPS…,FKS3…,FKP1…,DCP6…

测试报告  -  WIMA  - 19.08.2022 PDF 英文 下载

WIMA(威马)贴片式电容SMD-PET数据手册

型号- SMD-PET,SMDTD02100KA00_ _ _ _,SMDTD04100XA00_ _ _ _,SMDTF03680XA00_ _ _ _,SMDTG02330VA00_ _ _ _,SMDTC02470QA00_ _ _ _,SMDTC04100TB00_ _ _ _,SMDTD03220KB00_ _ _ _,SMDTJ02220XA00_ _ _ _,SMDTG02680XA00_ _ _ _,SMDTD02150QA00_ _ _ _,SMDTD04150XA00_ _ _ _,SMDTO12220XA00_ _ _ _,SMDTJ02680XA00_ _ _ _,SMDTC02680TA00_ _ _ _,SMDTF02680TA00_ _ _ _,SMDTC02330TA00_ _ _ _,SMDTF03330TB00_ _ _ _,SMDTC02220TA00_ _ _ _,SMDTC03330TB00_ _ _ _,SMDTF02330TA00_ _ _ _,SMDTF02680VA00_ _ _ _,SMDTD03150TA00_ _ _ _,SMDTF02220TA00_ _ _ _,SMDTC04470XA00_ _ _ _,SMDTD02150KA00_ _ _ _,SMDTG03330XA00_ _ _ _,SMDTD02470KA00_ _ _ _,SMDTC03680VA00_ _ _ _,SMDTF03330VA00_ _ _ _,SMDTD03150KB00_ _ _ _,SMDTC03680QB00_ _ _ _,SMDTC03470QB00_ _ _ _,SMDTD04100VA00_ _ _ _,SMDTG03470YA00MS00,SMDTC04220TB00_ _ _ _,SMDTF03470VA00_ _ _ _,SMDTD03220QA00_ _ _ _,SMDTO12470YA00_ _ _ _,SMDTC03100TA00_ _ _ _,SMDTD02220KA00_ _ _ _,SMDTD03100KB00_ _ _ _,SMDTD04150VA00_ _ _ _,SMDTD04220XA00_ _ _ _,SMDTC02150QA00_ _ _ _,SMDTF02100QA00 _ _ _ _,SMDTF02330QA00_ _ _ _,SMDTC02100QA00_ _ _ _,SMDTC04680YA00_ _ _ _,SMDTC03470TB00_ _ _ _,SMDTD03330VA00_ _ _ _,SMDTJ02330XA00_ _ _ _,SMDTC02150TA00_ _ _ _,SMDTC02330QA00_ _ _ _,SMDTC03680TB00_ _ _ _,SMDTD02470QA00_ _ _ _,SMDTO12330XA00_ _ _ _,SMDTC02330KA00_ _ _ _,SMDTD03220TA00_ _ _ _,SMDTD03330QB00_ _ _ _,SMDTF02150TA00_ _ _ _,SMDTD02680QA00_ _ _ _,SMDTD04100TB00_ _ _ _,SMDTC03220KB00_ _ _ _,SMDTG02220TB00 _ _ _ _,SMDTC03470KB00_ _ _ _,SMDTD02220QA00_ _ _ _,SMDTO12150XA00_ _ _ _,SMDTC03150QA00_ _ _ _,SMDTC02150KA00_ _ _ _,SMDTD02470TA00_ _ _ _,SMDTD02680TA00_ _ _ _,SMDTD03330TB00_ _ _ _,SMDTC03100QA00_ _ _ _,SMDTD02220TA00_ _ _ _,SMDTC02100KA00_ _ _ _,SMDTC03150TA00_ _ _ _,SMDTD03150QA00_ _ _ _,SMDTF04100YA00_ _ _ _,SMDTF03150VA00_ _ _ _,SMDTC03330QB00_ _ _ _,SMDTJ02100VA00_ _ _ _,SMDTF03100VA00_ _ _ _,SMDTD02330KA00_ _ _ _,SMDTJ03100YA00_ _ _ _,SMDTC02680QA00_ _ _ _,SMDTC03220TA00_ _ _ _,SMDTG03100VA00 _ _ _ _,SMDTD04330XA00_ _ _ _,SMDTG02150VA00_ _ _ _,SMDTF02220QA00_ _ _ _,SMDTJ02470XA00_ _ _ _,SMDTJ02150VA00_ _ _ _,SMDTD03100QA00_ _ _ _,SMDTF03470XA00_ _ _ _,SMDTJ03150YA00_ _ _ _,SMDTC02470TA00_ _ _ _,SMDTF02470QA00 _ _ _ _,SMDTC02220QA00_ _ _ _,SMDTD03470QB00_ _ _ _,SMDTF02330VA00_ _ _ _,SMDTF02680QB00_ _ _ _,SMDTC04330VA00_ _ _ _,SMDTF03100TB00_ _ _ _,SMDTC04220VA00_ _ _ _,SMDTF02470VA00_ _ _ _,SMDTG03100XA00_ _ _ _,SMDTC02100TA00_ _ _ _,SMDTG02150TA00 _ _ _ _,SMDTG03220XA00_ _ _ _,SMDTF02100TA00_ _ _ _,SMDTD02680KA00_ _ _ _,SMDTD03680XA00_ _ _ _,SMDTG02100VA00_ _ _ _,SMDTF03220VA00_ _ _ _,SMDTG03150VA00 _ _ _ _,SMDTC04100VA00 _ _ _ _,SMDTG03150XA00_ _ _ _,SMDTG02100TA00_ _ _ _,SMDTD02100TA00_ _ _ _,SMDTF03100QB00 _ _ _ _,SMDTG02220VA00_ _ _ _,SMDTG02330TB00 _ _ _ _,SMDTG02680VA00_ _ _ _,SMDTJ03220YA00_ _ _ _,SMDTG02470VA00_ _ _ _,SMDTG03470YA00_ _ _ _,SMDTC02100KA00KP00,SMDTC03100KB00_ _ _ _,SMDTD03100TA00_ _ _ _,SMDTC03330KB00_ _ _ _,SMDTD02100QA00_ _ _ _,SMDTF03150TB00_ _ _ _,SMDTC04150VA00_ _ _ _,SMDTC03150KB00_ _ _ _,SMDTF02150QA00 _ _ _ _,SMDTC02680KA00_ _ _ _,SMDTD03680TB00_ _ _ _,SMDTD03470TB00_ _ _ _,SMDTC02470KA00_ _ _ _,SMDTD02330QA00_ _ _ _,SMDTF02470TA00 _ _ _ _,SMDTD02150TA00_ _ _ _,SMDTD03680VA00_ _ _ _,SMDTD03470VA00_ _ _ _,SMDTG02470TB00_ _ _ _,SMDTD04470YA00_ _ _ _,SMDTF03220TB00 _ _ _ _,SMDTC04150TB00_ _ _ _,SMDTC02220KA00_ _ _ _,SMDTC03220QA00_ _ _ _,SMDTC04100QB00_ _ _ _,SMDTD02330TA00_ _ _ _

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