www.auto-innovaciones.com
23
'26
Written on Modified on
Condensadores de película de alta tensión para la supresión de interferencias electromagnéticas en automoción
TDK Corporation presenta los condensadores de película de la serie B3201 con clasificación de seguridad Y1 para suprimir las interferencias electromagnéticas de modo común en sistemas de alta tensión para automoción.
www.tdk.com
Los sistemas electrónicos de potencia utilizados en vehículos eléctricos, infraestructuras de carga rápida y accionamientos industriales funcionan con tensiones de bus de continua cada vez más elevadas y semiconductores de banda prohibida ancha que conmutan a gran velocidad. Estas condiciones de funcionamiento generan importantes interferencias electromagnéticas (EMI) de modo común que deben filtrarse hacia el chasis sin comprometer el aislamiento galvánico ni la seguridad de los operadores, incluso bajo condiciones de estrés térmico extremo.
TDK Corporation ha presentado la compacta serie B3201*A5/B5/C5 de condensadores de seguridad Y1, diseñada para suprimir el ruido de alta frecuencia entre línea y tierra en aplicaciones de movilidad eléctrica, convertidores de frecuencia industriales y sistemas de almacenamiento de energía renovable. Basados en tecnología de película de polipropileno metalizada, estos componentes ofrecen una elevada resistencia dieléctrica y están diseñados para soportar 500 V de corriente alterna y hasta 1.500 V de corriente continua, conforme a los requisitos de cualificación AEC-Q200 Rev. E.
Autorregeneración del dieléctrico y mecanismos de aislamiento entre línea y tierra
Los condensadores de seguridad de clase Y se instalan directamente entre línea y tierra, donde un fallo del componente puede representar un riesgo directo de descarga eléctrica o pérdida de la conexión a tierra. En la serie B3201, TDK utiliza un dieléctrico de película de polipropileno metalizada (MKP). Cuando se produce una ruptura eléctrica de alta tensión o una perforación localizada del dieléctrico, la fina capa metálica que rodea el punto de fallo se evapora en cuestión de microsegundos. Este mecanismo de autorregeneración aísla la zona afectada y mantiene la capacidad de aislamiento eléctrico del componente sin generar un cortocircuito permanente.
Los elementos capacitivos están alojados en una carcasa rígida de plástico sellada con resina epoxi ignífuga conforme a la clasificación de inflamabilidad UL 94 V-0. Esta construcción protege el bobinado interno de polipropileno frente a la degradación ambiental y permite que la serie supere exigentes ensayos de temperatura, humedad y polarización eléctrica (THB) a +85 °C, una humedad relativa del 85 % y una tensión de 500 V de corriente alterna durante 500 horas.
Especificaciones técnicas y opciones de separación entre terminales
La serie B3201*A5/B5/C5 abarca un rango de capacitancia de 0,47 nF a 33 nF y se divide en dos formatos principales:
- El modelo B32012 cubre valores de capacitancia de 0,47 nF a 10 nF, con una separación entre terminales de 15 mm. Sus dimensiones mínimas de carcasa son de 5,0 × 10,5 × 18,0 mm.
- El modelo B32013 amplía el rango de capacitancia de 5,6 nF a 33 nF, con una separación entre terminales de 22,5 mm. Sus dimensiones mínimas de carcasa son de 6,0 × 15,0 × 26,5 mm.
Los valores eléctricos nominales permiten un funcionamiento continuo a 500 V de corriente alterna y 1.500 V de corriente continua con temperaturas ambiente de hasta +110 °C. Entre +110 °C y la temperatura máxima nominal de +125 °C, la tensión de funcionamiento debe reducirse linealmente un 1,5 % por cada grado Celsius. El tiempo de funcionamiento acumulado a esta temperatura elevada está limitado a un máximo de 1.000 horas.
Los terminales consisten en hilos paralelos adecuados para el montaje de orificio pasante mediante soldadura por ola y soldadura selectiva. Los componentes se suministran sin cinta de embalaje o en formatos de cinta y carrete, así como en embalajes tipo ammo pack. La serie cuenta con certificaciones internacionales de seguridad, entre ellas las aprobaciones ENEC conforme a IEC/EN 60384-14, la certificación UL según UL 60384-14, el cumplimiento de CSA E60384-14 y la certificación CQC conforme a GB/T 6346.14.
Aplicaciones industriales y de automoción
Los sistemas eléctricos de alta tensión de los vehículos eléctricos e híbridos (xEV) generan importantes transitorios de ruido con elevadas tasas de variación de tensión (dV/dt) debido a los rápidos flancos de conmutación de las etapas de potencia basadas en carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN). El reducido tamaño de la familia B3201 permite a los ingenieros de hardware colocar filtros Y1 entre línea y tierra directamente junto a las entradas de los módulos de potencia en los cargadores integrados (OBC) y los convertidores CC-CC. De este modo, se minimizan las inductancias parásitas y las áreas de los bucles de corriente de interferencia.
En estaciones de carga rápida de corriente continua, inversores centrales fotovoltaicos y sistemas de almacenamiento de energía a escala de red (ESS), los componentes proporcionan una supresión primaria de las interferencias de modo común en las líneas de alimentación de corriente alterna de alta tensión. La cualificación AEC-Q200 Rev. E confirma la resistencia estructural de los componentes frente a choques térmicos, vibraciones cíclicas y flexión mecánica de la placa de circuito impreso.
Contexto técnico adicional :
Esta sección presenta especificaciones técnicas y una comparación con componentes alternativos que no se incluyen en el anuncio original del producto.
Los condensadores de seguridad se rigen por la norma internacional IEC 60384-14, que establece las clases de ensayo en función de la topología de conexión a la línea y de la capacidad de soportar tensiones de impulso de pico. La clase Y1 representa la clasificación de seguridad más exigente para aplicaciones entre línea y tierra. Los componentes certificados deben soportar un ensayo de tensión de impulso de 8 kV de pico, con una forma de onda de 1,2/50 µs, sin que se produzca una ruptura del dieléctrico.
Históricamente, el filtrado de clase Y1 ha dependido en gran medida de condensadores cerámicos de disco radiales de una sola capa, como la serie AY1 de Vishay, o de condensadores cerámicos multicapa específicos (MLCC). Aunque los condensadores cerámicos de disco pueden ofrecer tensiones de impulso superiores a 10 kV y rangos de funcionamiento de hasta +125 °C, los dieléctricos cerámicos, normalmente materiales ferroeléctricos de clase II, experimentan pérdidas de capacitancia bajo polarización de corriente continua o alterna. Además, sus valores máximos de capacitancia son limitados y, en tamaños estándar, generalmente no superan los 4,7 nF debido a las restricciones dimensionales y a los requisitos de corriente de fuga.
Mediante el uso de película de polipropileno metalizada, la serie B3201 de TDK alcanza valores de capacitancia de hasta 33 nF en una carcasa encapsulada. Los dieléctricos MKP presentan un factor de disipación (tan δ) excepcionalmente bajo y una capacitancia estable ante distintas condiciones de tensión. Esto evita la degradación del filtrado asociada a las variaciones de capacitancia que pueden experimentar los materiales cerámicos de alta constante dieléctrica bajo tensión.
En comparación con los condensadores de película convencionales de clase Y2, que suelen estar limitados a tensiones nominales de 300 V de corriente alterna y tensiones de impulso de 5 kV, la serie B3201 admite tensiones de línea superiores, de hasta 500 V de corriente alterna, y ofrece la capacidad de soportar impulsos de 8 kV exigida por los requisitos de seguridad de la clase Y1.
Redacción: Sucithra Mani, editora de Induportals, con asistencia de inteligencia artificial.
www.tdk-electronics.tdk.com
Los terminales consisten en hilos paralelos adecuados para el montaje de orificio pasante mediante soldadura por ola y soldadura selectiva. Los componentes se suministran sin cinta de embalaje o en formatos de cinta y carrete, así como en embalajes tipo ammo pack. La serie cuenta con certificaciones internacionales de seguridad, entre ellas las aprobaciones ENEC conforme a IEC/EN 60384-14, la certificación UL según UL 60384-14, el cumplimiento de CSA E60384-14 y la certificación CQC conforme a GB/T 6346.14.
Aplicaciones industriales y de automoción
Los sistemas eléctricos de alta tensión de los vehículos eléctricos e híbridos (xEV) generan importantes transitorios de ruido con elevadas tasas de variación de tensión (dV/dt) debido a los rápidos flancos de conmutación de las etapas de potencia basadas en carburo de silicio (SiC) y nitruro de galio (GaN). El reducido tamaño de la familia B3201 permite a los ingenieros de hardware colocar filtros Y1 entre línea y tierra directamente junto a las entradas de los módulos de potencia en los cargadores integrados (OBC) y los convertidores CC-CC. De este modo, se minimizan las inductancias parásitas y las áreas de los bucles de corriente de interferencia.
En estaciones de carga rápida de corriente continua, inversores centrales fotovoltaicos y sistemas de almacenamiento de energía a escala de red (ESS), los componentes proporcionan una supresión primaria de las interferencias de modo común en las líneas de alimentación de corriente alterna de alta tensión. La cualificación AEC-Q200 Rev. E confirma la resistencia estructural de los componentes frente a choques térmicos, vibraciones cíclicas y flexión mecánica de la placa de circuito impreso.
Contexto técnico adicional :
Esta sección presenta especificaciones técnicas y una comparación con componentes alternativos que no se incluyen en el anuncio original del producto.
Los condensadores de seguridad se rigen por la norma internacional IEC 60384-14, que establece las clases de ensayo en función de la topología de conexión a la línea y de la capacidad de soportar tensiones de impulso de pico. La clase Y1 representa la clasificación de seguridad más exigente para aplicaciones entre línea y tierra. Los componentes certificados deben soportar un ensayo de tensión de impulso de 8 kV de pico, con una forma de onda de 1,2/50 µs, sin que se produzca una ruptura del dieléctrico.
Históricamente, el filtrado de clase Y1 ha dependido en gran medida de condensadores cerámicos de disco radiales de una sola capa, como la serie AY1 de Vishay, o de condensadores cerámicos multicapa específicos (MLCC). Aunque los condensadores cerámicos de disco pueden ofrecer tensiones de impulso superiores a 10 kV y rangos de funcionamiento de hasta +125 °C, los dieléctricos cerámicos, normalmente materiales ferroeléctricos de clase II, experimentan pérdidas de capacitancia bajo polarización de corriente continua o alterna. Además, sus valores máximos de capacitancia son limitados y, en tamaños estándar, generalmente no superan los 4,7 nF debido a las restricciones dimensionales y a los requisitos de corriente de fuga.
Mediante el uso de película de polipropileno metalizada, la serie B3201 de TDK alcanza valores de capacitancia de hasta 33 nF en una carcasa encapsulada. Los dieléctricos MKP presentan un factor de disipación (tan δ) excepcionalmente bajo y una capacitancia estable ante distintas condiciones de tensión. Esto evita la degradación del filtrado asociada a las variaciones de capacitancia que pueden experimentar los materiales cerámicos de alta constante dieléctrica bajo tensión.
En comparación con los condensadores de película convencionales de clase Y2, que suelen estar limitados a tensiones nominales de 300 V de corriente alterna y tensiones de impulso de 5 kV, la serie B3201 admite tensiones de línea superiores, de hasta 500 V de corriente alterna, y ofrece la capacidad de soportar impulsos de 8 kV exigida por los requisitos de seguridad de la clase Y1.
Redacción: Sucithra Mani, editora de Induportals, con asistencia de inteligencia artificial.
www.tdk-electronics.tdk.com
