MLCC在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用分析

多層陶瓷電容器（MLCC）被廣泛視為一種成熟的組件，正在設(shè)計和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行快速改造，以有效地服務(wù)于汽車和消費(fèi)領(lǐng)域的新興應(yīng)用。它們在更小的尺寸下具有更高的電容值，在為下一代汽車應(yīng)用以及智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等便攜式設(shè)備提供服務(wù)的去耦和平滑電路中似乎更加方便。

以TDK的CN系列MLCC為例，該系列具有軟端接電流以通過層外的新結(jié)構(gòu)，從而降低了電阻。新設(shè)計的特點是樹脂層僅覆蓋電路板安裝側(cè)，與傳統(tǒng)的軟端接MLCC不同，整個端子電極覆蓋有樹脂層。

在MLCC中，標(biāo)準(zhǔn)端子電極具有兩層電鍍結(jié)構(gòu)，基底電極為Cu和Ni-Sn。另一方面，軟端接在具有基電極Cu和Ni-Sn的兩個電鍍層之間涂有導(dǎo)電樹脂（圖1）。

圖1軟端接使MLCC具有很強(qiáng)的抗板彎曲、彎曲和熱沖擊能力。資料來源：TDK

但是，具有軟端接的MLCC可防止電源和電池線短路，而軟端接的端子電極電阻略高。反過來，有必要保持低電阻以減少損耗。

MLCC應(yīng)用

TDK的新型CN系列MLCC在22尺寸中具有高達(dá)3216μF（相當(dāng)于3.2 ×1.6 × 1.6 mm）和47 μF（3225尺寸）相當(dāng)于3.2 ×2.5 × 2.5 mm，具有低電阻軟端接。TDK的目標(biāo)是對這些MLCC進(jìn)行平滑和去耦，以實現(xiàn)汽車電子控制單元（ECU）和工業(yè)機(jī)器人的電源線的平滑和去耦。

圖2MLCC作為臨時充電和放電的大壩，調(diào)節(jié)電路中的電流并防止組件之間的EMI。資料來源：TDK

MLCC是具有各種靜電容量的SMD型電容器，由于其頻率特性、可靠性和耐壓性而需求量很大。它們還可以將多個組件打包到單個封裝中，無需額外的組件。例如，MLCC可以消除對頻率判別電路以及旁路和去耦應(yīng)用的需求。同樣，它們也可用于濾波和瞬態(tài)電壓抑制功能。

MLCC在5G、人工智能（AI）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和云計算硬件中得到了廣泛采用。但是，盡管MLCC以其強(qiáng)大的電容數(shù)據(jù)和緊湊的尺寸服務(wù)于廣泛的細(xì)分市場，但有兩個市場脫穎而出。

汽車級MLCC

MLCC因其機(jī)械強(qiáng)度、高電壓工作能力和對快速溫度變化的高抵抗力而以其可靠性而聞名。這使得它們成為各種ECU中用于平滑和去耦電源線的主要產(chǎn)品。

上述特性適用于電動汽車 （EV）、高級駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 和自動駕駛汽車。因此，MLCC通常用于高壓耦合電容器、逆變器電路、照明鎮(zhèn)流器和開關(guān)模式電源系統(tǒng)。

圖3能夠支持更高電壓的MLCC現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于車載充電器（OBC）、逆變器和DC/DC轉(zhuǎn)換器、電池管理系統(tǒng)（BMS）和無線電力傳輸（WPT）實施中。資料來源：TDK

根據(jù)一些行業(yè)估計，一輛電動汽車可能需要大約 10，000 輛 MLCC。此外，隨著EV動力總成向更高電壓轉(zhuǎn)移，需要更長的爬電距離，而MLCC將產(chǎn)生真正的影響，因為它們將緊湊性和擴(kuò)展爬電距離相結(jié)合。一些MLCC現(xiàn)在支持305 VAC/1，500 VDC額定電壓，并具有10mm爬電距離。

MLCC在PCB上占用的空間非常小，再加上電容的顯著增加，使其非常適合智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備等優(yōu)先考慮小型化的設(shè)計。它們廣泛集成到智能手機(jī)、便攜式設(shè)備、可穿戴設(shè)備、家用電器、服務(wù)器和物聯(lián)網(wǎng)硬件的去耦和平滑電路中。

以京瓷的KGM03系列為例，尺寸僅為0.6 mm x 0.3 mm，廣泛用于智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備的MLCC。

編輯：黃飛