TDK电子

过电压保护

2026年3月4日

TDK推出耐冲击电流高达50 kA的紧凑型ThermoFuse压敏电阻

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TDK株式会社(东京证券交易所代码:6762)重磅推出全新MT40系列ThermoFuse压敏电阻(订购代码:B72240M)。作为新一代浪涌保护元件 (SPC),该新系列压敏电阻兼具紧凑型设计和多项高级安全功能。凭借获得专利的包覆成型技术及集成式热脱扣系统,MT40系列可提供高达50 kA的强大冲击电流防护能力,同时最大限度缩减了尺寸(长××高:38.0 × 15.2 × 40.9 mm),广泛适用于逆变器、工业电源、户外照明、通信系统及浪涌保护设备 (SPD) 等。

MT40系列专为极端电气工况而设计,其峰值冲击电流能力高达50 kA8/20 µs脉冲),短路电流额定值 (SCCR) 最高为200 kA。该系列元件已通过UL 1449 Type 1CA组件认证,适合交流电压为150 V550 V以及直流电压为200 V750 V的应用。此外,元件还搭载电气隔离的常开微动开关,可实现远程监测,并可选配可视化示器,以进一步提高系统集成度与运行安全性。MT40系列的工作温度范围为–40 °C+85 °C

MT40系列采用阻燃环氧树脂封装,契合可持续设计理念,彰显了TDK对环境责任的坚定承诺。其符合RoHS指令,采用无铅材料,不仅保障了严苛环境下的高可靠性,同时彰显了环保特性。简言之,MT40系列ThermoFuse压敏电阻集创新性、安全性与可持续性于一身,为新一代工业及通信系统设计者提供了一种紧凑且面向未来的解决方案。

 

特性和应用

主要应用

  • 光伏系统
  • 工业电源
  • 户外照明系统
  • 通信系统
  • 浪涌保护设备 (SPD)
     

主要特点和效益

  • 焊带端接的压敏电阻,配备热脱扣系统
  • 尺寸紧凑
  • 阻燃型环氧树脂封装
  • 短路电流额定值 (SCCR):高达200 kA,符合UL 1449
  • 出色的值冲击电流能力:高达50 kA
  • 经UL 1449认证为Type 1CA设备(证书编号:E321126),适合交流和直流应用
  • 配备常开微动开关,可用于远程指示/监测电路
  • 所有型号采用统一的PCB电极占位
  • 符合RoHS、REACH及PFAS要求
     


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薄膜电容器

2026年2月25日

TDK推出适合工业与汽车应用的紧凑型350VAC X2电容器

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TDK株式会社(东京证券交易所代码:6762)重磅推出新型B3292xU/V系列电容器,进一步扩展其X2安全薄膜电容器产品组合。新系列元件支持更高的工作电压,提供更紧凑的引线间距(15 mm22.5 mm),覆盖47 nF1.8 µF的电容范围,额定电压为350 VAC,可承受高达2.5 kV的峰值电压脉冲(符合IEC 60384-14标准),专门设计用于在恶劣且空间狭窄的工业及汽车环境中与电源串联以实现干扰抑制应用。典型应用包括车载充电器 (OBC)、电动汽车充电系统、光伏逆变器、电表及电容式电源等。

新元件的引线间距为15 mm52.5 mm不等,电容范围为47 nF20 µF,并且通过了THB(温度、湿度及偏压)测试(在温度为+85 °C、相对湿度为85%及额定电压条件下连续运行1000小时),满足III级测试B的要求。同时,产品符合AEC-Q200标准,具备优异的自愈性,最高工作温度可达+110 °C,可确保在恶劣工况下长期可靠运行。

凭借紧凑的外形尺寸与高直流测试电压(1505 V,2 s),B3292xU/V系列很好地兼顾了性能和尺寸,为下一代工业驱动器与汽车电力电子提供了高效且节省空间的EMI抑制解决方案。

此外,TDKB3292xU/V系列提供多种设计工具,比如SPICE模型

特性和应用

主要应用

  • 电容式电源和电表
  • 工业驱动器
  • 车载充电器 (OBC)
  • 电动汽车充电系统
  • 光伏逆变器
     

主要特点和优势

  • X2EMI干扰抑制合规电容器
  • 适合跨线” 应用
  • 与电源串联
  • 适用于恶劣工况
  • 尺寸小巧
  • 优异的自愈性
  • 符合AEC-Q200E 



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铝电解电容器

2026年2月19日

TDK推出两款新型直流母线电容器系列,专为电动汽车车载充电器优化设计

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TDK株式会社(东京证券交易所代码:6762)推出全新B43655和B43656系列铝电解电容器,专为电动汽车车载充电On-board Charger, OBC)的直流母线设计。两系列均针对强制冷却工况进行优化,可满足新一代车载充电平台日益增长的高电压、大电流需求。凭借紧凑设计与卓越的纹波电流承受能力,该系列电容器广泛应用于需在狭小空间内实现最高效率与可靠性的场景。 

B43655系列产品具备475 V和500 V的高电压等级,电容值覆盖110 µF至880 µF范围,满足现代电动出行应用中800 V电池架构的需求。这些元件专为电容器底部散热和高纹波电流密度设计,在+105°C环境下可提供超过3,000小时的使用寿命。其最大纹波电流为3.29 A(+105°C),ESR值低至100 mΩ,可最大限度降低功率损耗。B43656系列额定电压为450V,在+105°C环境下可实现高达4.42A的电流处理能力,满足高功率车载充电器拓扑结构的严苛要求。 

这两款系列均符合AEC-Q200 Rev. E标准,采用符合RoHS指令的材料制造。电容器采用紧凑型焊针式设计直径范围为22至35毫米,长度范围为25至60毫米,具体规格取决于电容值和电压等级。凭借增强的电气性能和可靠性,B43655与B43656电容器为设计工程师提供了面向电动汽车车载充电器的强健、面向未来的解决方案。 

全新B43655B43656系列产品也将集成至TDK基于网页的AlCap使用寿命计算工具中。 

特性和应用

主要应用

  • 电动汽车车载充电机 
     

主要特点和效益

  • 极高CV值产品,超紧凑设计 

  • 高可靠性 

  • 超高纹波电流能力 

  • 优化设计实现底部冷却与高纹波电流密度 

  • 仅限外壳壁带压力释放装置的结构可提供严格长度公差(±0.5毫米) 

  • 符合RoHS指令 

  • 基于AEC-Q200修订版E标准的认证 
     

关键数据

产品型号 

额定容值 CR [µF] 

ESRtyp.  
(120 Hz, +20 °C) [] 

纹波电流 IAC,R  
(120 Hz, +105 °C) [A] 

B43655 110 … 880 100 … 800 0.76 … 3.29 
B43656 120 … 820 120 … 830 1.08 … 4.42 

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薄膜电容器

2026年2月10日

TDK面向严苛的汽车和工业应用需求推出工作温度高达+125 °C的直流支撑电容器

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TDK株式会社(东京证券交易所代码:6762)重磅推出B3271xP系列直流支撑薄膜电容器。新元件专为严苛的汽车与工业电力电子应用而设计,具有出色的耐热性能,最高工作温度达+125 °C,且在+105 °C以下无需降额,即使在空间局促的逆变器环境中,也能保持稳定的容值与可靠的能量缓冲性能。对于电动汽车 (xEV) 主电机驱动控制器、车载充电机以及DC-DC转换器等高温要求和持续纹波负载能力,该性能非常适用。

B3271xP系列涵盖的电容范围为0.47 µF110 µF,额定直流电压范围为600 V1200 V,充分满足变频器、高端工业电源及光伏逆变器等各种应用的灵活设计需求。其采用聚丙烯 (MKP) 介电材料,具有低损耗、大纹波电流能力以及优异的自愈性能,即使在严苛的电气应力工况下依然能高效率运行并延长系统使用寿命。

该系列元件采用阻燃塑料外壳并配合环氧树脂密封(符合UL 94 V-0),包含27.5 mm37.5 mm52.5 mm三种引脚间距可供选择。除了标准的2引脚版本,我们还可提供4引脚,以增强机械稳定性并支持低电感布局设计。元件的典型等效串联电阻 (ESR) 低至数毫欧,在10 kHz频率条件下具备高电流能力,有助于实现可靠的直流支撑滤波并有效降低温升。

B3271xP系列符合AEC-Q200E标准并通过UL 810结构认证,既满足汽车平台的高可靠性要求,还契合全球工业市场需求。凭借优异的高温耐受能力、宽泛的电气性能及紧凑的结构设计,该系列元件可帮助工程师进一步优化逆变器设计,满足高效率、稳定性以及长期可靠性等多方面需求。

TDK还为B3271xP系列提供了多种工程设计工具,包括SPICE模型库和基于网页的电容器使用寿命估算和额定参数查询APP (CLARA)

 

 

特性和应用

主要应用

  • 变频器
  • 工业及高端电源
  • 光伏逆变器
     

主要特点和优势

  • 工作温度高达+125 °C
  • 功率降额从 +105 °C开始
  • 高CV值,结构紧凑
  • 优异的自愈性能
  • 可应要求提供4引脚版本
  • 具备过电压能力
  • 低损耗与大电流能力
  • 高可靠性
  • 长使用寿命
  • 符合RoHS
  • 通过UL 810结构认证
  • 符合AEC-Q200E 
     

关键数据

订购代码

额定电压VR
[V]

额定容值CR
[µF]

IRMS,max 
(+85 °C, 10 kHz) [A]

引线间距
[mm]

B32714P600 … 12000.47 … 14.02.3 … 11.027.5
B32716P600 … 12001.5 … 65.04.0 … 24.937.5
B32718P600 … 120011 … 11011.3 … 25.852.5



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电源管理产品

2026年2月5日

TDK推出可堆叠µPOL模块,可提供高达200 A的组合电流,用于垂直供电

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  • µPOL模块F1525单片可提供25 A电流,多个模块堆叠时可提供高达200 A的电流,在垂直功率传输设计中实现了紧凑和低高度的外形
  • 超快瞬态响应、超低直流纹波和低频谱噪声
  • 将MOSFET、电感器和控制集成在具有模拟和数字接口的热增强3D结构中

TDK株式会社(TSE: 6762)宣布扩展了其µPOL系列非隔离式DC-DC电源模块产品线,新增了FS1525型号产品。这款高度仅为3.82毫米的负载点(PoL)转换器可提供高达25A的电流,专为满足人工智能服务器、边缘计算和数据中心系统的高要求而设计。通过堆叠或并联多个FS1525模块,它们可以在垂直供电设计中提供高达200A的总电流。这种创新的设计方案将PoL转换器直接置于PCB背面的FPGA/SoCASIC下方。

利用前沿的3D芯片嵌入式封装技术,FS1525将所有关键组件——包括控制器、驱动器、MOSFET、数字核心、存储单元、旁路电容和功率电感——集成在一个尺寸为7.65 x 6.80毫米(长x宽)的单个组件中。其热增强架构具有1.4 K/W的热阻,在高环境温度下提供出色的电流性能,优于传统解决方案,同时简化PCB布线,实现高密度电源架构。

FS1525支持4.5 V16 V的输入电压和0.6 V1.8 V的可调输出电压范围,专为现代低电压AI处理器供电而优化,包括3纳米至6纳米ASIC的核心电压,以及峰值低于5mVSERDES电源轨。其低频谱噪声性能非常适合DSP、成像和高级自动化测试设备(ATE)应用。该新型µPOL可扩展至200 A,并专为垂直供电设计,可增强散热性能并最大限度地提高电路板空间利用率。

FS1525具有快速瞬态响应、低纹波和真正的差分遥感功能,可确保负载点的精确电压调节。通过I²CPMBus实现数字可编程,支持实时遥测、自适应调节和故障管理,可对电压、电流和温度进行监控,这对于动态AI工作负载至关重要。该模块还提供针对主流FPGA/SoCASIC的模拟Vout设置,支持包括 Altera Agilex FPGA 系列的 SmartVID 在内的高级功能。

全新的µPOL模块可与包括PCIeVPXSMARC以及1U3U机架系统在内的现代计算平台无缝集成,为系统设计师提供了高度的灵活性。该模块已应用于一系列成熟的FPGA/SoC设计中,例如Altera Agilex™、AMD Versal EdgeAMD-Xilinx平台(包括Zynq UltraScale+ MPSoCVersal ACAP),这些平台广泛应用于AI和机器学习领域。

作为TDK全面µPOL产品组合(涵盖1A200A)的一部分,FS1525提供了统一的系统级电源解决方案。它具有即插即用的简易型,无需外部补偿,可加快开发周期,降低设计复杂性和整体系统成本。FS1525不仅是一款电源模块,更是一个完整的电源生态系统,旨在推动智能计算的未来。25 A50 A的评估板已在DigiKeyMouser有现货供应,100 A200 A的可堆叠板可按需提供。

* Versal™ 是AMD的注册商标

* Agilex™ 是Altera的注册商标

 

便于设计的辅助设计资料

 

 

特性和应用

主要应用

  • 人工智能与边缘计算
  • 电信和网络应用
  • 数据中心计算
  • 光网络
  • 医学成像
  • 人工智能芯片组, ASICs, FPGAs, SoCs的电源
  • 功率密度外形尺寸:PCIe、1U 至 3U 机架、VPX、SMARC 等

主要特点与优势

  • 可扩展至200A及以上,交错运行频率最高可达 16 MHz
  • 主动式电流共享
  • 即插即用:无需外部补偿
  • 宽输入电压范围:4.5V16V
  • 输出电压范围:0.6 V  1.8 V
  • 每个模块的持续输出电流: 25 A
  • 工作温度: -40°C to +125°C
  •  输出电压差分遥感
  •  预偏置输出
  •  遥测:输入电压 (VIN)、输出电压 (VOUT)、输出电流 (IOUT)、温度和故障
  •  MTP 存储自定义配置
  • 可通过 I²C 或 PMBus 等数字接口进行编程
     


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MEMS 传感器

2026年1月21日

TDK扩展其高温MEMS加速度计产品组合,以满足能源市场应用需求

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TDK株式会社(东京证券交易所代码:6762)宣布推出Tronics AXO315®T1高温MEMS加速度计,进一步扩展其高性能MEMS惯性传感器产品线。该传感器具备±14g输入范围,配备数字接口,适用于最高工作温度达+175°C的钻井测量应用。

继2025年6月推出首款适用于+150°C油气环境的数字MEMS加速度计Tronics AXO315T0后,此次新品发布标志着TDK在温度适应性领域迈出新步伐。该产品进一步巩固了公司在极端环境精准井下导航领域的高可靠性MEMS惯性传感器领先供应商地位。

AXO315T1采用TDK独特的闭环架构,该架构已在多款Tronics传感器中得到验证。相较于传统开环MEMS加速度计,该架构可将振动整流误差降低10倍。该器件作为石英加速度计的替代方案,在恶劣温度和振动条件下为定向钻井工具提供倾角测量功能,兼具成本效益、数字化特性及低体积、重量和功耗优势。

在+175°C环境下可实现超过1000小时的使用寿命,为新一代随钻测井工具铺平道路,满足复杂非常规钻井作业的精度与生产力要求。

AXO315T1传感器样品及测试板现已开放购买供客户评估。
 

 

 

特性和应用

主要应用

  • 随钻测量
  • 钻井测井
  • 定向钻井
  • 电缆测井
     

主要特性和优势

  • ±14 g 输入范围单轴加速度计
  • 工作温度范围:-30 °C 至 +175 °C
  • 温度范围内的偏置残差误差:1.7 mg
  • 供电工作寿命:在+175 °C下>1000小时
  • 振动抑制能力:20 μg/g²
  • 噪声密度:10 µg/√Hz
     

术语

g:标准重力加速度(9.806 m/s²)

 

 



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电力电子设备用电容器

2026年1月15日

新型ModCap偏爱高温

 Teaser LG

碳化硅和氮化镓半导体推动变流器实现更高功率密度和工作温度——但传统聚丙烯电容器难以满足要求。TDK全新ModCap UHP系列采用聚丙烯-环氧树脂复合介质,耐温性比标准薄膜电容器高出25K,完美解决这一难题。使用ModCap UHP可使可再生能源、电动汽车及工业驱动应用中的直流链路设计体积缩小高达40%

电力电子工程师面临着一个熟悉的挑战:新型半导体技术使变流器体积更小、效率更高、功率输出更大。与此同时,系统中的其他所有组件都必须跟上步伐。 碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等宽禁带(WBG)半导体正推动着这种转变。其更快的开关速度、更低的损耗和更高的结温能力,使得变流器布局更紧凑,能在高温环境下运行。电容器技术必须加以革新以满足这些需求(图1)。

 

 

 Fig1
图 1:

基于新型半导体特性提出的电容器新要求。

现代直流母线电容器需在更小封装中承受更高电场强度和更大电流密度。其等效串联电感(ESL)必须极低以实现快速瞬态响应,同时需具备低且频率稳定的等效串联电阻(ESR)以减少高频开关损耗。内部设计同样关键:集肤效应、内部谐振及电流分布不均等寄生效应会增加ESR并降低效率。

热管理同样至关重要。工程师常将电容器紧邻功率半导体安装以缩小回路电感,导致其暴露于功率模块的传导热中。结合冷却系统效能降低与半导体结温升高,电容器承受着日益严峻的热应力。它们必须在更高温度和电流密度下可靠运行,且不牺牲使用寿命。

本文阐述了TDK如何通过开发新型高温介质薄膜,将其应用于新一代模块化大功率直流母线电容器ModCap UHP系列,从而攻克这些挑战。

 

专为高温环境设计的全新聚合物

TDK与行业伙伴历经多年研发,成功开发出适用于金属化薄膜电容器的高温介质薄膜材料。基于早期聚丙烯-环烯烃共聚物(PP-COC)复合材料的研究成果,BorealisTOPAS Advanced Polymers近期推出Stelora™ EPN(乙烯-丙烯-降冰片烯)材料。

EPN融合两种材料:

  • 聚丙烯(PP):成熟易加工的介电材料
  • 环烯烃共聚物(COC):具备卓越耐温性能的介电材料

COC无法拉伸成薄膜。但与PP共混后,所得材料既能像标准PP一样加工,又能保持COC的高温强度。

 Fig2
图 2:

BOEPN电容器与BOPP电容器的电场降额与温度关系曲线。(来源:[4]

双向拉伸EPN(BOEPN)薄膜在实际应用中表现卓越。在中等温度下,其自愈能力可媲美标准双向拉伸聚丙烯(BOPP),并具备同等的介电强度与电容密度。 在高温环境下,BOEPN性能明显优于BOPP。即使在加速寿命测试(ALT)中,BOEPN薄膜仍能保持良好的自愈能力、更低的漏电流及更高的击穿强度。这种特性可防止直流电压应力下的热失控,确保高温环境下的稳定运行。

应用于金属化薄膜电容器时,BOEPN的抗老化性能和可靠性显著优于BOPP(图2)。 在+125°C环境测试中,BOPP基电容器老化速度更快:电容值衰减、损耗角正切值升高、绝缘电阻下降,进而导致漏电流增大及热失效风险上升。相比之下,BOEPN基电容器仅出现缓慢的损耗角正切值增长,主要源于轻微的电极氧化现象。

多项耐久性测试证实了这一优势。如图2所示,采用BOEPN的电容器在+85℃以上环境中能承受更高电场强度,从而实现更高电容密度且无需降额或缩短寿命。通过优化电容器设计并将BOEPN集成至ModCap技术,额定电场强度可进一步提升(图3),为新一代变流器提供更高功率密度与热稳定性
 

 Fig3
图 3:

基于BOEPNBOPP的电容器(1μF,每组10件)在+125ºC长期暴露温度(LET)下的电性能变化:左:1kHz频率下电容变化;中:1kHz频率下介质损耗角正切;右:500V电压下10秒绝缘电阻变化。(来源:[4]

 

ModCap UHP:专为极端环境打造

TDKModCap HF系列(B25647)采用BOPP介质薄膜,为先进半导体应用中的直流母线电容器树立了标杆。在此成熟平台基础上,TDK现推出采用新型BOEPN介质薄膜的ModCap UHP系列(B25648)。该材料可在更高温度和电流密度下运行且无需降额,同时保持相同的机械设计。 ModCap UHP系列专为严苛应用场景设计,当功率密度、散热限制及温度条件使ModCap HF系列达到极限甚至超出极限时,该系列可完美胜任。典型应用包括:储能系统(ESS)、中央太阳能逆变器、电解槽、 大功率DC-DC变流器,以及采用碳化硅半导体的辅助驱动系统。
 

 Fig4
图 4:

ModCap UHP图纸与配置示意图(来源:[7]

ModCap HF与UHP采用相同的模块化设计理念、端子布局及外形尺寸,确保机械与电磁兼容性(图4)。 两者均具备极低电感(ESL≈8nH)以实现快速瞬态响应,在宽频范围内保持低ESR ,并采用ISCC认证的生物循环聚丙烯材料。它们提供相同的电容值、高耐压强度,并在额定电压和温度下拥有20万小时使用寿命。

ModCap UHP更具突破性:

  • 电流密度提升高达+21%,在相同占位面积下可使变流器功率密度提高+45%
  • 额定工作温度从+80°C提升至+105°C,且无需降低电压或寿命

这使ModCap UHP成为变流器在严苛热环境下(无论是因散热系统性能较弱,还是受邻近半导体器件热传导影响)仍需提供更高功率时的理想选择。
 

 

 Fig5
图 5:

ModCap HF(左)与ModCap UHP(右)随时间变化的容量变化。(来源:[2])

 

 Fig6
图 6:

ModCap UHP平均寿命。(来源:[7]

经IEC 61071:2017和IEC 61881-1:2010标准外测试验证,ModCap UHP在+105 °C环境下的老化特性与ModCap HF在+80 °C环境下相当,展现出卓越的高温运行稳定性与抗干扰能力(见图5和图6)。

ModCap UHP目前提供1350V至1800V额定电压规格;表1列示主要电气参数。900V至2000V电压扩展型号正在开发中。

 

 

 

 

 

 

 

UN [V]CR [µF]IN (Tamb = +75 °C) [µF]IS [kA]Î [kA]DimensionDesign / PUOrdering code
13508802052055205x90x170C / 4pcsB25648A1887K003 keyboard_arrow_right
16006401901755205x90x170C / 4pcsB25648A1647K003 keyboard_arrow_right
18004701801505205x90x170C / 4pcsB25648A1477K003 keyboard_arrow_right
Max. ripple current IRMS at Tamb=75 °C at 3 kHz for Δ THS-Amb ≤ 30 °C  when ESR = ESRmax, considering increase of ESR due to temperature and not aged capacitors. Considering natural convection (h = 12 W/m2K) and not transfer of heat through the terminals. For further information about simulation capabilities and support on specific projects, please contact CAPSimulation@tdk.com
1 . ModCap UHP电气特性与订购代码(来源:[7]


 

实际应用对比:ModCap HF与ModCap UHP

为验证从BOPP(ModCap HF)切换至BOEPN(ModCap UHP)的实际优势,TDK针对大电流直流母线应用开展了详细案例研究。目标:评估额定温度提升+25K及电流密度提升+21%如何转化为实际设计效益——性能、体积与寿命。

所分析的变流器代表了典型大功率应用:

  • 直流母线电压:1600 V
  • 总电容:≥1850 µF
  • 均方根电流:570 A
  • 环境温度:+75 °C
  • 功率模块端子温度:+95 °C
  • 直流母线寿命:≥200,000 小时

评估了两种直流母线配置:一种采用 ModCap HF 电容器(BOPP 介质),另一种采用 ModCap UHP 电容器(BOEPN 介质)。

 

ModCap HF解决方案

根据ModCap HF数据手册[8],B25647A1647K003(1600V/640μF/160A)是一个合适的起始选型。 三只电容器并联可满足电容要求(≥1850 µF),但仅提供480 A(3×160 A)——低于所需的570 A。至少需要四只并联才能同时满足电流和电容需求。

由于该配置受限于电流而非电容,采用更高电压型号B25647A11477K003(1800 V / 470 µF / 150 A)可提供更宽裕的使用寿命余量。由此形成的直流母线总容积为15.4立方分米。

有限元法(FEM)仿真评估了热行为与预期寿命,涵盖热边界条件(环境温度、冷却方式、功率模块传热)、全频段电流幅值谱以及电磁场对内部电容器结构的影响。
 

 Fig7
图 7:

满足相同电容、电压及电流要求的FEM仿真。 ModCap HF(左),ModCap UHP(右)。来源:[2]

 

有限元分析结果显示,内部电容器最高温度达+96 °C,由自发热及功率模块端子传导热量共同导致(图7)。由于该温度超出ModCap HF的+80 °C额定值,使用寿命将低于200,000小时——违反设计目标。

为维持使用寿命与热余量,需采用五单元并联方案,提供:

  • 直流母线电压:1800 V > 1600 V
  • 电容值:2350 µF > 1850 µF
  • 均方根电流:750 A > 570 A
  • 直流母线容积:19.3 dm³

虽然技术上可行,但该方案会显著增加体积和成本。

 

ModCap UHP解决方案

针对相同的1600伏系统,等效ModCap UHP电容器型号为B25648A1647K0031600/640微法/190安培)[7]。 该型号与ModCap HF型号具有相同的电压、电容和外形尺寸,但额定电流高出19%,额定温度高出25K+105°C vs. +80°C)。

三个并联电容器满足所有应用要求:

  • 直流母线电压:1600 V = 1600 V
  • 电容值:1880 µF > 1850 µF
  • 均方根电流:570 A = 570 A
  • 直流母线体积:11.5 dm³

与ModCap HF设计相比,总直流母线容积减少40%。

在相同边界条件下进行的FEM热仿真显示,内部最高温度为+104.8 °C——仅略低于+105 °C额定限值。ModCap UHP设计在高温应力条件下仍能实现200,000小时全寿命无降额运行。

 

总结与核心要点

针对所研究的高电流密度直流母线,仅需三只基于BOEPN的电容器即可替代五只BOPP电容器。这种减少源于更高的电流和功率密度,以及ModCap UHP系列额定温度的提升。

 Fig8
图 8:

满足相同电容值、电压、电流及热寿命要求的直流母线解决方案。左侧为ModCap HF,右侧为ModCap UHP。来源:[2]

 

如表2和图8所示,ModCap UHP解决方案实现:

  • 直流母线体积缩减40%,得益于19%的电流密度提升及25K的额定温度提升
  • 电容器成本降低25%,未计入外部母线尺寸缩小带来的额外节省
 DielectricBOPPBOEPNBOEPN Vs BOPP
ProductModCap HFModCap UHPModCap UHP Vs HF
DC-LinkCapacitors (pcs)53-40
Capacitors volume (dm3)19.311.5-40
Capacitors cost (%)ConfidentialConfidential-25
表2 . ModCap HF与ModCap UHP直流母线解决方案对比

 

对于电流、热管理和寿命要求严苛的应用场景(如采用先进功率模块的系统),BOEPN薄膜电容器相比传统BOPP基解决方案,能提供更紧凑且成本更优的直流母线设计。

在本文分析的高功率密度设计中,关键直流母线参数包括电流密度、热管理和寿命。ModCap UHP在体积、电容密度、电流承载能力、寿命和成本之间实现了优化平衡,为基于先进半导体技术的下一代电源变流器提供坚固耐用且空间高效的解决方案。

 

参考文献

[1] M. Gómez, "宽禁带半导体创新薄膜电容器技术", IEEE PSMA电容器委员会研讨会2020

[2] F. Rodríguez, "新型宽禁带半导体中压应用高温电容器", ECPE混合研讨会·中压电力电子德国弗莱堡, 2025.

[3] C. Alba, D. Peláez, and L. Cabo, "基于聚丙烯与环状烯烃共聚物混合物的耐高温金属化聚合物薄膜电容器", 2020IEEE第三届国际介电会议(ICD), 西班牙瓦伦西亚, 2020669-672, doi: 10.1109/ICD46958.2020.9342006.

[4] U. Wahner  C. Alba"薄膜电容器中的聚合物——新一代材料已问世!"PCIM Europe 2023;电力电子、智能运动、可再生能源与能源管理国际展览会暨会议,德国纽伦堡,2023年,第1-8页,doi: 10.30420/566091018

[5] IEC 61071:2017 电力电子用电容器

[6] IEC 61881-1:2010 铁路应用——轨道车辆设备——电力电子用电容器——1部分:纸/塑料薄膜电容器

[7] ModCap UHP 数据手册,2025年,https://www.tdk-electronics.tdk.cn/inf/20/50/ds/ModCap_UHP_B25648.pdf 

[8] ModCap HF 数据手册,2025,https://www.tdk-electronics.tdk.cn/inf/20/50/ds/B25647_ModCap_HF.pdf

 

 


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