EV 파워트레인을 위한 Murata 안전 세라믹 커패시터 솔루션

1. 소개

전기 자동차(EV)는 긴 충전 시간과 짧은 주행 거리라는 문제를 안고 있어 널리 보급되기에는 어려움이 있습니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 차량의 경량화와 배터리 전압의 증가가 대두되고 있습니다.
무라타는 이러한 기술 트렌드에 부합하는 다양한 고전압 소형 전자 부품 라인업을 갖추고 있습니다.
이 기술 기사에서는 당사의 안전 커패시터 라인업을 소개합니다.

2. xEV 및 안전 커패시터

안전 커패시터는 전기차에 널리 사용됩니다.
EV의 주요 애플리케이션은 OBC(온보드 충전기), 트랙션 인버터 및 DC-DC 컨버터입니다. 안전 커패시터는 이러한 애플리케이션에서 공통 모드 노이즈 필터 및 절연으로 사용됩니다.
다음 그림은 일반적인 EV 회로를 보여줍니다. 빨간색으로 강조 표시된 커패시터는 안전 인증이 필요합니다.

Applications requiring safety capacitors - EV charging technology
그림 1: 안전 커패시터가 필요한 애플리케이션 - EV 충전 기술

3. 안전 커패시터 솔루션

당사는 자동차 시장에서 다년간 쌓아온 경험과 최첨단 기술을 활용하여 AEC-Q200에 따른 IEC60384-14 X1/Y2 클래스 인증 안전 콘덴서 라인업을 지속적으로 확장하고 있습니다.

DE6 시리즈 이미지
그림 2: IEC60384-14 X1/Y2 클래스 인증 DE6 시리즈

DE6 시리즈는 스루홀 장착을 위한 안전 표준 인증 리드형 디스크 세라믹 커패시터입니다. 이 시리즈의 정격은 300 Vac, 1000 Vdc이며 용량 범위는 100pF ~ 4.7nF입니다. 또한 IEC60384-14 X1/Y2 등급으로 인증되었습니다.
필름 커패시터에 비해 이 시리즈는 더 작고 고온 작동을 지원할 수 있습니다.

KCA 시리즈 이미지
그림 3: 공간 절약형, 고용량 KCA 시리즈

KCA 시리즈는 금속 단자형 다층 세라믹 커패시터입니다. 이 시리즈는 기존 안전 커패시터에 비해 부품 크기가 매우 작아 실장 공간을 절약할 수 있습니다.
KCA 시리즈는 안전 인증을 받은 커패시터로 리플로우가 가능하여 설계 유연성과 생산성을 높일 수 있습니다.
또한 다층 세라믹 커패시터의 낮은 ESR(등가 직렬 저항), 낮은 ESL(등가 직렬 인덕턴스) 등의 특징은 노이즈 억제에 크게 기여합니다.
이 커패시터는 IEC60384-14 X1/Y2 클래스 인증을 받은 안전 커패시터로 정격 전압은 250Vac, 1000Vdc이며 커패시턴스 값은 100pF ~ 10nF 범위입니다.

DE6 및 KCA 시리즈의 ESL 및 ESR 특성 그래프
그림 4: DE6 및 KCA 시리즈의 ESL 및 ESR 특성
칩의 외부 전극에 결합된 금속 단자의 구조 이미지
그림 5: 칩의 외부 전극에 결합된 금속 단자의 구조

금속 단자형 적층 세라믹 커패시터를 선택할 때의 주요 장점 중 하나는 금속 단자의 탄성 작용이 세라믹 소자에 대한 스트레스를 크게 줄인다는 것입니다.
KCA 시리즈는 기판 휨 저항 테스트에서 기판의 휨이 6mm에 달해도 파손되지 않았고, 온도 사이클 테스트*에서 2,000회 사이클 후에도 납땜 균열이 발생하지 않은 것으로 확인되었습니다. 진동으로 인한 고장 위험도 감소했습니다.

*제품 보증은 AEC-Q200을 기준으로 한 테스트 조건과 각각 5mm 및 1000사이클의 편향에 따라 차이가 있습니다.

4. 새로운 자동차용 안전 인증 커패시터 시리즈 4.

새로운 제품인 EVA 시리즈를 소개합니다.
EVA 시리즈는 안전 표준 인증을 받은 레진 몰드 표면 실장형 세라믹 커패시터입니다. xEV의 고전압 800V 배터리 시스템과 호환됩니다. 정격 전압이 1500Vdc이고 연면거리가 10mm인 것이 특징입니다.
이 신제품은 KCA 시리즈의 표면 실장, 작은 크기, 낮은 ESL 특성의 장점을 유지하면서 고전압 시스템의 안전 표준에서 요구하는 긴 연면거리를 달성했습니다.
EVA 시리즈는 IEC60384-14 X1/Y2 클래스 인증 커패시터로, 정격 전압은 305VAC, 1500Vdc이며 정전 용량 범위는 100pF ~ 4.7nF입니다.

자세한 내용은 아래의 제품 및 이벤트 소식 섹션을 참조하세요.

연면 거리와 이격 거리 모두 10mm 확보 이미지(외부 구부러진 부분)
그림 6: 연면 거리와 이격 거리 모두 10mm 확보(외부 구부러진 부분)
DE6 및 KCA 시리즈의 ESL 및 ESR 특성 그래프
그림 7: DE6 및 KCA 시리즈의 ESL 및 ESR 특성

5. 결론

안전 인증 커패시터는 EMI를 줄이고 낙뢰 서지를 견디기 위한 xEV 시스템의 필수 구성 요소입니다.
이 기사에서 소개하는 안전 인증 커패시터는 전기차의 기대치를 충족하는 새로운 솔루션입니다.

표: 무라타 안전 커패시터 포트폴리오 개요
 

EVAEVA 시리즈 이미지

KCAKCA 시리즈 이미지

DE6 DE6 시리즈 이미지

장착 방법

SMD

SMD

THD

크기

12.7 × 6.0mm

6.1 × 5.1 mm

6.0 - 12.0mm

DC 정격 전압

1500 Vdc

1000 Vdc

1000 Vdc

커패시턴스 값

100pF - 4.7nF

100pF - 10nF

100pF - 4.7nF

IEC60384-14
안전 표준 인증

Y2: 305 Vac(r.m.s.)
X1: 305 Vac(r.m.s.)

Y2: 250 Vac(r.m.s.)
X1: 250 Vac(r.m.s.)

Y2: 300 Vac(r.m.s.)
X1: 440 Vac(r.m.s.)

연면 거리

10 mm 분

4 mm 분

7.5mm 분

관련 제품

관련 문서