Murata 電動車動力系統用安全陶瓷電容器解決方案

1.簡介

電動車 (EV) 有充電時間長和行駛距離短的問題,這些都是廣泛採用的挑戰。
為了解決這些問題,汽車減輕重量和提高電池電壓正變得越來越流行。
Murata 擁有豐富的高電壓和小型電子元件產品線,可滿足這些技術趨勢。
本技術文章將介紹我們的安全電容器產品系列。

2. xEV 和安全電容器

安全電容器廣泛應用於電動車。
電動車的主要應用包括 OBC(On Board Charger)、牽引變頻器和 DC-DC 轉換器。安全電容在這些應用中用作共模雜訊濾波器和隔離。
下圖顯示了典型的電動車電路。以紅色標示的電容需要安全認證。

需要安全電容器的應用 - EV 充電技術
圖 1:需要安全電容器的應用 - EV 充電技術

3.安全電容器 解決方案

我們運用多年來在汽車市場所累積的經驗與尖端技術,持續擴充符合 AEC-Q200 的 IEC60384-14 X1/Y2 等級認證安全電容器產品線。

DE6 系列的圖像
圖 2:經 IEC60384-14 X1/Y2 Class 認證的 DE6 系列

DE6 系列是通過安全標準認證的鉛型圓盤陶瓷電容,適用於通孔安裝。此系列的額定電壓為 300 Vac、1000 Vdc,容量值範圍從 100 pF 到 4.7 nF。並通過 IEC60384-14 X1/Y2 等級認證。
與薄膜電容相比,此系列體積更小,並可支援高溫操作。

KCA 系列的圖像
圖 3:節省空間的高電容 KCA 系列

KCA 系列是金屬端子型多層陶瓷電容。與傳統的安全電容相比,此系列的零件尺寸非常小,可節省安裝空間。
KCA 系列是經過安全認證的電容,而且可以回流焊,這可以提高設計靈活性和生產效率。
此外,多層陶瓷電容的低 ESR(等效串聯電阻)和低 ESL(等效串聯電感)等特性對抑制雜訊有很大貢獻。
它是 IEC60384-14 X1/Y2 等級認證的安全電容,額定電壓為 250 Vac、1000 Vdc,電容值範圍從 100 pF 到 10 nF。

DE6 和 KCA 系列的 ESL 和 ESR 特性圖
圖 4:DE6 和 KCA 系列的 ESL 和 ESR 特性
與晶片外部電極連接的金屬端子的結構圖像
圖 5:與晶片外部電極連接的金屬端子的結構

選擇金屬端子型多層陶瓷電容的一大優點是金屬端子的彈性作用大大降低了陶瓷元件的應力。
經證實,在基板抗彎試驗中,即使基板撓度達到 6 mm,KCA 系列也沒有斷裂;在溫度循環試驗中,即使經過 2,000 次循環試驗*,也沒有出現焊料裂縫。由於震動而導致故障的風險也降低了。

* 產品保固與基於 AEC-Q200 的測試條件分別相差 5 mm 的撓度和 1000 次循環。

4.適用於汽車的新系列安全認證電容

我們推出新產品 EVA 系列。
EVA 系列是通過安全標準認證的樹脂模表面貼裝型陶瓷電容。與 xEV 的高電壓 800 V 電池系統相容。它具有 1500 Vdc 的高額定電壓和 10 mm 的爬電距離。
這款新產品保留了 KCA 系列表面貼裝、小尺寸和低 ESL 特性的優點,同時實現了高壓系統安全標準所要求的長爬電距離。
EVA 系列為 IEC60384-14 X1/Y2 等級認證電容,額定電壓為 305 Vac、1500 Vdc,電容值範圍為 100 pF 至 4.7 nF。

如需詳細資訊,請參閱下面的產品和活動新聞部分。

爬電距離和間隙距離(彎曲部分外側)均為 10mm 的固定圖像
圖 6: 爬電距離和間隙距離(彎曲部分外側)均固定 10mm
DE6 和 KCA 系列的 ESL 和 ESR 特性圖
圖 7:DE6 和 KCA 系列的 ESL 和 ESR 特性

5.總結

安全認證電容是 xEV 系統減少 EMI 和承受雷擊浪湧的必要元件。
本文介紹的安全認證電容是符合電動車期望的全新解決方案。

表:Murata 安全電容器產品組合概覽
 

EVAEVA 系列的圖像

KCAKCA 系列形象

DE6 DE6 系列的圖像

安裝方式

SMD

SMD

THD

尺寸

12.7 × 6.0 mm

6.1 × 5.1 mm

6.0 - 12.0 mm

直流額定電壓

1500 Vdc

1000 Vdc

1000 Vdc

電容值

100 pF - 4.7 nF

100 pF - 10 nF

100 pF - 4.7 nF

IEC60384-14
安全標準認證

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.)

爬電距離

最小 10 mm。

最小 4 mm。

最小 7.5 mm。

相關產品

相關文章