Condensador
Guía de condensadores
Condensadores cerámicos multicapa de plomo serie RH compatibles hasta 150°C para aplicaciones de automoción
Introducción
Debido a la creciente preocupación por el medio ambiente mundial, se están introduciendo uno tras otro vehículos eléctricos híbridos (VEH), vehículos eléctricos (VE) y otras nuevas tecnologías que reducen las emisiones y aumentan la eficiencia del combustible de los vehículos con motor de gasolina. Estos avances técnicos también están creando la necesidad de componentes electrónicos más compactos que sean compatibles con temperaturas más altas y tengan una alta fiabilidad.
En medio de estas tendencias, Murata Manufacturing ha comercializado la serie RH de condensadores cerámicos multicapa de tipo plomo compatibles con una temperatura máxima de funcionamiento de 150°C.
Antecedentes de la comercialización
Las ECU (unidades de control del motor) se utilizan cada vez más en diversos sensores montados en automóviles para contrarrestar las emisiones y mejorar la eficiencia del combustible. Como resultado, el espacio disponible para la instalación de la ECU es cada vez más reducido, y varios sensores, así como los condensadores que reducen el ruido superpuesto a dichos sensores, utilizan componentes de tipo plomo conectados por soldadura en lugares cercanos al motor. Esto significa que en el instante en que se apaga el motor, la temperatura alrededor de estos condensadores puede superar los 125°C.
Además, los HEV y los EV utilizan una mayor corriente de la batería, y los circuitos de detección de corriente a veces se configuran soldando los componentes directamente a barras metálicas en lugar de a placas de circuitos convencionales. En este caso, los condensadores utilizados para eliminar el ruido en los circuitos de detección de corriente no son productos SMD, sino componentes de tipo plomo, y se montan mediante soldadura directa, por lo que se exige compatibilidad con temperaturas más altas a medida que aumentan las corrientes.
Murata ha desarrollado un producto tipo plomo compatible hasta 150°C para satisfacer estas demandas del mercado.
Gama de productos
La figura 1 muestra el gráfico de las características de temperatura. La capacitancia cae aproximadamente un 30% en torno a los 150°C, pero la temperatura supera los 125°C sólo en el instante en que se apaga el motor, momento en el que los circuitos eléctricos no funcionan, por lo que esta caída de la capacitancia a 150°C no tiene absolutamente ningún efecto sobre el funcionamiento de los circuitos. Además, se exhiben buenas características con una caída casi nula de la capacitancia a 5 VCC, que es la tensión de varios sensores, o a la tensión de la batería de 13 VCC.
La figura 2 muestra la alineación detallada.
Características del producto
Características mejoradas del ciclo de temperatura (resina de revestimiento mejorada para tamaños grandes)
Los componentes de automoción deben superar una prueba de ciclos de temperatura de 1.000 ciclos entre las temperaturas de funcionamiento mínima y máxima. Por lo tanto, un producto compatible a 150°C debe satisfacer una prueba de ciclo de temperatura de 1.000 ciclos entre -55°C y +150°C.
La resina epoxi que se utiliza generalmente para recubrir los condensadores cerámicos multicapa de plomo se expande y contrae mucho en torno a la temperatura de transición vítrea (Tg) y, a medida que aumentan las dimensiones del encapsulado, también aumenta la tensión generada por esta expansión y contracción. Como resultado, pueden producirse grietas en la resina de recubrimiento durante una prueba con 1.000 ciclos entre -55°C y +150°C, y si estas grietas son grandes, la tensión de la resina puede aplicarse a los elementos cerámicos internos y provocar su agrietamiento.
La serie RH utiliza resina de silicona con poca expansión y contracción para revestir productos con una dimensión L, que es la mayor de las dimensiones del paquete, de 5,7 mm y 6,0 mm. De este modo se obtuvieron productos que no experimentan ningún agrietamiento, incluso después de 1.000 ciclos entre -55°C y +150°C, lo que mejoró las características del ciclo de temperatura.
Fiabilidad a altas temperaturas
El uso de condensadores cerámicos multicapa con buena fiabilidad a altas temperaturas desarrollados para aplicaciones de automoción permitió satisfacer el requisito de la prueba de carga a altas temperaturas de "aplicación de 1,5 veces la tensión nominal durante 1.000 horas a una temperatura de 150°C".
Compatible con montaje por soldadura
En muchos lugares donde se utilizan condensadores de plomo, los componentes se montan mediante soldadura en lugar de soldarlos a una placa de circuito. La serie RH se comercializó con dos tipos diferentes de materiales de los hilos conductores (hilos conductores de acero y hilos conductores de cobre) de acuerdo con los tipos de metales a soldar y el método de soldadura.
Cumple las especificaciones de sobretensión
Las sobretensiones de diversos tipos de bobinas pueden superponerse a las líneas de alimentación y de señal.
La serie RH satisface las especificaciones requeridas por la prueba de sobretensión en automoción (ISO 7637-2) (Fig. 3).
Producto de 50 V: Cumple las especificaciones para sistemas de 12 V
Producto de 100 V: Cumple las especificaciones para sistemas de 24 V
Parámetros de la forma de onda de prueba y tiempos de prueba
| Parámetro | UA | Nosotros | td | tr | Plazos de solicitud |
|---|---|---|---|---|---|
| Sistema de 12 V | 12V | -100V | 2ms | 1us | 5.000 impulsos |
| Sistema de 24 V | 24V | -600V | 1ms | 3us | 5.000 impulsos |
Otros nombres de formas de onda de impulsos, tensiones máximas aplicadas y tiempo de aplicación (o tiempos de aplicación de impulsos)
| Onda de pulso | 2a | 2b | 3a | 3b | 4 | 5e |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Sistema de 12 V | +50V | +10V | -150V | +100V | -7V | +87V |
| Sistema de 24 V | +50V | +20V | -200V | +200V | -16V | +173V |
| Tiempo o tiempos de aplicación | 5.000 impulsos | 10 impulsos | 1 hora | 1 hora | 1 pulso | 1 pulso |
Consulte la norma ISO 7637-2 para las formas de onda de prueba de 2a a 5e.
Figura 3 Formas de onda de prueba ISO 7637-2 pulso 1 y especificaciones requeridas
Cumple la norma AEC-Q200
La serie RH cumple la especificación AEC-Q200 exigida generalmente para aplicaciones de automoción.
La prueba ESD de AEC-Q200 realiza la prueba de descarga electrostática con el condensador de carga ajustado a 150 pF, por lo que, debido a la relación [Q = CV = constante], la tensión electrostática aplicada difiere según la capacitancia probada. Por lo tanto, la capacidad ESD difiere según la capacitancia.
La Tabla 1 muestra la capacidad ESD para valores típicos de capacitancia.
Tabla 1. Tensión de prueba ESD para valores típicos de capacitancia
Tensión nominal | Temperatura | Capacitancia | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
- | - | 1.000pF | 4.700pF | 10nF | 47nF | 0,1μF | 0,47μF | 1μF |
100V | X8L | 2kV | 8kV | 16kV | 25kV | 25kV | 25kV | 25kV |
50V | X8L | 2kV | 8kV | 16kV | 25kV | 25kV | 25kV | 25kV |
Conclusión
Se espera que en el futuro se intensifiquen las demandas de compatibilidad a temperaturas más altas y tamaños más compactos. Murata tiene la intención de trabajar para ampliar la gama de valores de capacitancia, incluyendo la expansión de los voltajes nominales y la investigación de condensadores de película, y responder activamente a las demandas del mercado del automóvil.
*Este artículo es una recopilación de los contenidos publicados en el número del 1 de octubre de 2009 de High Technology por Dempa Publications, Inc.
*Para más detalles sobre la serie RH, consulte las siguientes páginas web:
▼ Página web de la serie RH
▼ Lista de productos de la serie RH
* En este artículo se presentaban los productos tipo plomo, pero Murata también ofrece una gama de productos SMD compatibles hasta 150°C.
Para más detalles sobre los productos SMD compatibles hasta 150°C, consulte las siguientes páginas web:
▼ Condensadores cerámicos multicapa de la serie GCM para aplicaciones de automoción
▼ AgPd Terminación Pegamento Conductor Montaje Chip Multicapa Condensadores Cerámicos para Automoción Serie GCG
La información presentada en este artículo estaba actualizada en la fecha de publicación. Tenga en cuenta que puede diferir de la información más reciente.
