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Murata offre una gamma completa di condensatori ceramici per i gruppi propulsori dei veicoli elettrici

I condensatori di sicurezza sono largamente usati anche nei gruppi propulsori dei moderni veicoli elettrici (EV). Essi sono presenti nei caricatori di bordo (OBC – On Board Charger), negli inverter di trazione e nei convertitori DC/DC di questi veicoli (figg. 1, 2 e 3) e vengono utilizzati per applicazioni di filtraggio di modo comune e di isolamento.

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Utilizzo dei condensatori di sicurezza in un OBC (On Board Charger)

Condensatori di sicurezza: la proposta Murata
I team di progettazione di Murata sono impegnati da svariati decenni nello sviluppo di condensatori destinati al settore automotive. Grazie all'esperienza acquisita ed alla possibilità di utilizzare tecnologie all'avanguardia, la società è impegnata ad ampliare costantemente la propria gamma di condensatori in classe Y2 qualificati AEC-Q200 e conformi a IEC60384-14 ottimizzati per l'installazione sui veicoli elettrici.


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Utilizzo dei condensatori di sicurezza in un inverter


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Utilizzo dei condensatori di sicurezza in un convertitore DC/DC

I condensatori della serie DE6 di Murata (fig. 4) rappresentano una soluzione di tipo PTH (Pin Through Hole) estremamente efficiente. Disponibili in modelli con valori di capacità compresi tra 100 pF a 4,7 nF, questi componenti in classe X1/Y2 supportano una tensione nominale di 300 VAC e sono perfettamente compatibili con lo standard di sicurezza IEC60384-14 valido su scala internazionale. Questi condensatori ceramici PTH si distinguono per le dimensioni fisiche compatte e sono in grado di supportare temperature di funzionamento più elevate rispetto ai condensatori a film.


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Condensatori in classe X1/Y2 della serie DE6 di Murata

La famiglia KCA di Murata (fig. 5) è formata da condensatori ceramici multistrato (MLCC) che possono operare come condensatori in classe Y sia sulle linee in continua (in grado di supportare una tensione nominale di 1 kVDC), sia su quelle in alternata. Essi sono contraddistinti da una distanza di creepage di 4 mm per impedire il verificarsi di formazione di archi ad alta tensione, come previsto dalla normativa IEC60384-14.
L'elevata densità che contraddistingue questi componenti ha permesso di ridurre in modo significativo le dimensioni del package, con conseguente risparmio di spazio a bordo delle schede PCB (anche in altezza). Il package a montaggio superficiale, compatibile con la saldatura a reflow, risulta vantaggioso durante la produzione in quanto permette di eliminare una fase manuale aggiuntiva per il montaggio dei dispositivi sul PCB. Caratterizzati da valori molto ridotti di ESR (Equivalent Serie Resistance) e di ESL (Equivalent Series Inductance), contribuiscono in modo significativo alla soppressione del rumore (fig. 6).


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I condensatori della serie KCA di Murata garantiscono elevati valori di capacità in package di dimensioni ridotte


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Caratteristiche della resistenza equivalente serie (ESR) e della induttanza equivalente serie (ESL) dei condensatori delle famiglie DE6 e KCA


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I terminali metallici integrati negli MLCC della serie KCA

Un altro dei principali vantaggi di questi MLCC di tipo staked (impilati) che utilizzano una struttura ad arco metallico è rappresentato dall'azione elastica dei suoi terminali metallici (Fig. 7), che consente di ridurre le sollecitazioni cui è sottoposto l'elemento ceramico. Questi condensatori non hanno evidenziato danni neppure in presenza di flessioni della scheda superiori a 5 mme non si sono verificati fenomeni di crack della saldatura anche dopo 2.000 cicli termici nelle condizioni di test previste da Murata (si tenga presente che la garanzia prevede flessioni di 5 mm e 1.000 cicli termici). Anche il rischio di guasti imputabili alle vibrazioni è notevolmente attenuato.

Murata offre una gamma completa di condensatori ceramici per i gruppi propulsori dei veicoli elettrici
Panoramica della gamma di condensatori di sicurezza proposti da Murata

Oltre alle due serie di prodotti descritti, Murata renderà disponibile una nuova famiglia di MLCC (in grado di supportare tensioni nominali di 2 kVDC) per sistemi operanti con tensioni di 800 V (Tab. 1). Questi condensatori potranno essere utilizzati nei gruppi propulsori di veicolo elettrici con batterie da 800 V e si distinguono per la distanza di creepage di 10 mm. Con una tale distanza essi risultano compatibili con le specifiche previste da IEC60384-14 nei casi in cui la tensione applicata sia pari a 800 V. Ulteriori informazioni su questi nuovi prodotti saranno disponibili a breve.

Considerazioni conclusive
I condensatori di sicurezza rivestono un ruolo cruciale nei sistemi EV, svolgendo compiti quali soppressioni delle interferenze EMI, protezione contro i transitori di tensione e molti altri ancora. Poichè le tensioni dei gruppi propulsori dei veicoli elettrici sono destinate ad aumentare, al fine di ottenere rapporti potenza/volume più elevati e una maggiore efficienza, è necessario ricorrere a componenti di nuova generazione. Murata, dal canto suo, segue sempre con attenzione l'evoluzione tecnologica in atto nel settore dei veicoli elettrici e continuerà a introdurre nuove soluzioni in grado di soddisfare al meglio le aspettative dei costruttori di tali veicoli e dei loro più importanti integratori di sistemi.

Per maggiori dettagli è possibile contattare Murata o visitare il nostro sito Web

www.murata.com
 
 

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