Soluciones de condensadores cerámicos de seguridad Murata para sistemas de propulsión de vehículos eléctricos

03/11/2024

1. Introducción

Los vehículos eléctricos (VE) se enfrentan a los problemas de los largos tiempos de carga y las cortas distancias de conducción, que dificultan su adopción generalizada.
Para resolver estos problemas, la reducción del peso de los vehículos y el aumento del voltaje de las baterías son cada vez más populares.
Murata tiene una amplia gama de componentes electrónicos compactos y de alto voltaje que satisfacen estas tendencias tecnológicas.
Nuestra gama de condensadores de seguridad se presenta en este artículo técnico.

2. xEV y condensadores de seguridad

Los condensadores de seguridad se utilizan mucho en los vehículos eléctricos.
Las principales aplicaciones de los VE son el cargador a bordo (OBC), el inversor de tracción y el convertidor CC-CC. Los condensadores de seguridad se utilizan en estas aplicaciones como filtro de ruido en modo común y aislamiento.
La siguiente figura muestra un circuito típico de VE. Los condensadores resaltados en rojo requieren certificación de seguridad.

Applications requiring safety capacitors - EV charging technology — Figura 1: Aplicaciones que requieren condensadores de seguridad: tecnología de carga de vehículos eléctricos

3. Condensadores de seguridad Solución

Hemos estado ampliando continuamente nuestra gama de condensadores de seguridad certificados de clase IEC60384-14 X1/Y2 de acuerdo con AEC-Q200, utilizando nuestra experiencia y tecnología de vanguardia adquirida durante muchos años en el mercado de la automoción.

Imagen de la serie DE6 — Figura 2: IEC60384-14 Clase X1/Y2 Serie DE6 certificada

La serie DE6 son condensadores cerámicos de disco con certificación de seguridad para montaje pasante. Esta serie tiene una capacidad nominal de 300 Vca, 1000 Vcc con una gama de valores de capacidad de 100 pF a 4,7 nF. Y está certificada como IEC60384-14 clase X1/Y2.
En comparación con los condensadores de película, esta serie es más pequeña y puede funcionar a altas temperaturas.

Imagen de la serie KCA — Figura 3: Serie KCA de gran capacidad y ahorro de espacio

La serie KCA es un condensador cerámico multicapa de tipo terminal metálico. En comparación con los condensadores de seguridad convencionales, esta serie tiene un tamaño de pieza muy pequeño, lo que ahorra espacio de montaje.
La serie KCA es un condensador con certificación de seguridad y puede refluirse, lo que aumenta la flexibilidad del diseño y la productividad.
Además, características como la baja ESR (resistencia serie equivalente) y la baja ESL (inductancia serie equivalente) de los condensadores cerámicos multicapa contribuyen en gran medida a la supresión del ruido.
Se trata de un condensador de seguridad certificado de clase IEC60384-14 X1/Y2 con una tensión nominal de 250 Vca, 1000 Vcc y una gama de valores de capacitancia de 100 pF a 10 nF.

Gráfico de las características ESL y ESR de las series DE6 y KCA — Figura 4: Características ESL y ESR de las series DE6 y KCA

Imagen de Estructura de un terminal metálico unido a un electrodo externo de un chip — Figura 5: Estructura de un terminal metálico unido a un electrodo externo de un chip

Una de las principales ventajas de elegir un condensador cerámico multicapa de tipo terminal metálico es que la acción elástica de los terminales metálicos reduce en gran medida la tensión sobre el elemento cerámico.
Se confirma que la serie KCA no se rompió ni siquiera cuando la desviación del sustrato alcanzó los 6 mm en la prueba de resistencia a la flexión del sustrato, y la grieta de soldadura no se produjo ni siquiera después de 2.000 ciclos en la prueba de ciclos de ^temperatura*. También se reduce el riesgo de fallo por vibración.

*La garantía del producto difiere de las condiciones de ensayo basadas en la norma AEC-Q200 en una deflexión de 5 mm y 1000 ciclos, respectivamente.

4. Nueva serie de condensadores con certificación de seguridad para automoción

Presentamos un nuevo producto, la serie EVA.
La serie EVA es un condensador cerámico de montaje superficial en molde de resina con certificación de norma de seguridad. Es compatible con el sistema de batería de alta tensión de 800 V del xEV. Presenta una alta tensión nominal de 1500 Vcc y una distancia de fuga de 10 mm.
Este nuevo producto conserva las ventajas del montaje en superficie, el tamaño reducido y la característica de baja ESL de la serie KCA, al tiempo que consigue la larga línea de fuga exigida por las normas de seguridad para sistemas de alta tensión.
La serie EVA es un condensador certificado de clase IEC60384-14 X1/Y2 con una tensión nominal de 305 Vca, 1500 Vcc y una gama de valores de capacitancia de 100 pF a 4,7 nF.

Para más detalles, consulte la sección de noticias sobre productos y eventos.

Los MLCC compactos con distancia de fuga ampliada destacan la experiencia de Murata en tecnología de componentes pasivos

Imagen de fijación 10 mm tanto para la distancia de fuga como para la distancia de seguridad (parte exterior doblada) — Figura 6: Fijación de 10 mm tanto para la distancia de fuga como para la distancia de seguridad (parte exterior doblada)

5. Conclusión

Los condensadores con certificación de seguridad son componentes esenciales para los sistemas xEV, ya que reducen las interferencias electromagnéticas y soportan las sobretensiones de los rayos.
Los condensadores con certificación de seguridad presentados en este artículo son nuevas soluciones que cumplen las expectativas de los VE.

Tabla: Resumen de la cartera de condensadores de seguridad de Murata
	EVA	KCA	DE6
Método de montaje	SMD	SMD	THD
Talla	12,7 × 6,0 mm	6,1 × 5,1 mm	6,0 - 12,0 mm
Tensión nominal CC	1500 Vcc	1000 Vcc	1000 Vcc
Valor de capacitancia	100 pF - 4,7 nF	100 pF - 10 nF	100 pF - 4,7 nF
IEC60384-14 Certificación de normas de seguridad	Y2: 305 Vca (r.m.s.) X1: 305 Vca (r.m.s.)	Y2: 250 Vca (r.m.s.) X1: 250 Vca (r.m.s.)	Y2: 300 Vca (r.m.s.) X1: 440 Vca (r.m.s.)
Distancia de fuga	10 mm mín.	4 mm mín.	7,5 mm mín.