Samsung lance des MLCC à ultra haute tension de 1 500 V pour améliorer l'efficacité du groupe motopropulseur des véhicules électriques

Samsung Electro-Mechanics a introduit une nouvelle gamme de MLCC ultra haute tension au format 1 210 (3,2 × 2,5 mm) pour les groupes motopropulseurs haute tension xEV, ciblant les chargeurs embarqués (OBC) et les systèmes d'onduleurs dans les véhicules électriques modernes.

Ces condensateurs Samsung Electro-Mechanics MLCC combinent des valeurs nominales de 1 000 à 1 500 V avec des caractéristiques de température C0G/X8G et des valeurs de capacité allant jusqu'à 33 nF, permettant une densité de puissance plus élevée et une fiabilité améliorée dans des conceptions compactes.

Principales fonctionnalités et avantages

• Haute tension nominale jusqu'à 1 500 V
  • La couverture des classes 1 000 V, 1 250 V et 1 500 V prend en charge les bus inverseurs de 800 V et les topologies OBC haute tension telles que les convertisseurs résonants CLLC.
• Diélectriques C0G/X8G haute température de qualité automobile
  • C0G les pièces spécifiées entre −55 °C et +125 °C avec un changement de capacité de 0 ± 30 ppm/°C offrent une capacité très stable et une faible perte sur la plage ambiante et sous le capot automobile typique.
  • X8G les pièces spécifiées entre −55 °C et +150 °C avec une température de 0 ± 30 ppm/°C peuvent être utilisées à proximité d'appareils électriques chauds ou dans des modules d'alimentation étroitement emballés.
• Empreinte miniaturisée de 1 210 (3,2 × 2,5 mm)
  • Fournit une capacité haute tension et de plage nF dans un boîtier relativement petit, permettant des configurations compactes dans des modules d'alimentation et des cartes OBC haute densité.
• Plage de capacités étendue pour les C0G/X8G haute tension
  • De nouveaux composants élargissent la gamme haute tension C0G/X8G du fabricant jusqu'à 1,2 nF-33 nF à 1 000-1 500 V, comblant ainsi une lacune où les concepteurs devaient auparavant s'appuyer sur des condensateurs à film ou des MLCC plus grands.
• Options avec conception de sécurité
  • Plusieurs références sont proposées avec des structures de type « Fail Safe Design », destinées à améliorer le comportement en cas de rupture d'isolation et à contribuer à protéger le système.
• Ciblé sur la fiabilité du groupe motopropulseur xEV
  • Conçu et produit en série à l'aide de processus exclusifs de céramique, de miniaturisation des électrodes et de stratification ultra-précis pour répondre au nombre croissant de MLCC et aux exigences de fiabilité des véhicules électrifiés.
• Prise en charge des conceptions personnalisées
  • Le fabricant propose explicitement une assistance technique et des échantillons pour des conceptions spécifiques au client, ce qui peut être utile pour les projets automobiles au niveau de la plate-forme.

Applications typiques

Ces MLCC ultra haute tension sont destinés aux domaines haute tension xEV et peuvent remplacer ou compléter les condensateurs à film dans certaines fonctions où la réduction de la taille et l'intégration au niveau de la carte sont bénéfiques.

Les fonctions typiques incluent :

• Réservoirs résonants CLLC dans les chargeurs embarqués (OBC)
  • Utilisés comme condensateurs résonants dans les étages CLLC haute fréquence des OBC de nouvelle génération avec une puissance de sortie supérieure à 22 kW, où la haute tension nominale et le diélectrique à faibles pertes sont essentiels pour l'efficacité et les performances thermiques.
• Systèmes d'onduleurs de traction de classe 800 V
  • Déployé autour des modules de puissance de l'onduleur pour les réseaux d'amortissement et le découplage local sur les nœuds de liaison CC et en demi-pont.
• Condensateurs d'amortissement pour dispositifs à commutation rapide
  • Utilisé pour supprimer le bruit de commutation et le dépassement de tension lorsque les commutateurs SiC ou IGBT rapides sont activés ou désactivés en fournissant un chemin contrôlé à faible inductance pour l'énergie transitoire.
• Nœuds haute tension généraux dans les groupes motopropulseurs xEV
  • Applicable partout où un condensateur haute tension compact et stable est requis, comme le conditionnement de mesures haute tension, les étages auxiliaires CC-CC ou les configurations optimisées pour les interférences électromagnétiques dans le domaine HT.

Étant donné que ces dispositifs sont des MLCC en céramique avec des caractéristiques C0G/X8G, ils sont mieux adaptés aux positions où une faible perte, une capacité stable et un comportement prévisible en température sont plus importants qu'une capacité globale très élevée.

Points forts techniques

La gamme actuelle décrite dans le communiqué de presse se concentre sur quatre MLCC de 1 210 boîtiers avec des combinaisons spécifiques de capacité et de tension. Ensemble, ces pièces étendent la gamme C0G/X8G MLCC pour couvrir 1 000 à 1 500 V avec des capacités de 1,2 nF à 33 nF dans un boîtier de 1 210.

Tableau de présentation des produits

Numéro de pièce Taille (pouces/mm) Capacité Tension nominale TCC Type de conception CL32G122KVV3PN#1210 / 3,2×2,51.2 nF1500 VX8GFa conception à sécurité intégréeCL32C103JXV3PN#1210 / 3,2×2,510 nF1250 VC0GFa conception à sécurité intégréeCL32C223JIV3PN#1210 / 3,2×2,522 nF1000 VC0GConception sécuriséeCL32C333JIV1PN#1210 / 3,2×2,533 nF1000 VC0GConception normale

Notes de conception pour les ingénieurs

Lors de la conception de ces MLCC ultra haute tension dans des systèmes xEV, quelques considérations pratiques peuvent aider à éviter les problèmes et à tirer le meilleur parti de leurs capacités.

Considérations électriques et thermiques

• Respecter les pratiques de déclassement de tension
  • Même si les pièces sont nominales jusqu'à 1 000 - 1 500 V, il est courant dans les conceptions de puissance automobile de faire fonctionner les MLCC avec une marge inférieure à la tension nominale maximale, en particulier dans les applications avec des transitoires répétitifs ou des dv/dt élevés.
• Prenez en compte les conditions d'ondulation et de résonance du courant alternatif
  • Dans les convertisseurs résonants CLLC, le condensateur subit une tension et un courant alternatifs superposés à un décalage continu. Vérifiez les limites de courant d'ondulation et le comportement des pertes dans la fiche technique pour vous assurer que le MLCC ne surchauffe pas en fonctionnement stable.
• Vérifier la stabilité de la capacité en fonction de la température et de la polarisation
  • Les caractéristiques C0G/X8G signifient que la dérive de capacité liée à la température est très faible, ce qui est idéal pour des fréquences de résonance stables. Toute dépendance à la polarisation CC à ces niveaux de tension doit être vérifiée dans les graphiques de la fiche technique.
• Faites attention à l'environnement thermique
  • Dans les modules de puissance de l'onduleur ou les étages primaires OBC, les températures locales peuvent approcher la limite supérieure des pièces X8G. Utilisez la simulation ou la mesure thermique pour garantir que les températures des jonctions et du boîtier restent dans les limites spécifiées.

Aménagement et intégration mécanique

• Réduire l'ESL et la zone de boucle
  • Pour les applications d'amortissement, placez le MLCC aussi près que possible des bornes du commutateur ou des broches du module, avec des traces courtes et larges pour minimiser l'inductance parasite et maximiser l'efficacité de la suppression des surtensions.
• Combinez plusieurs condensateurs si nécessaire
  • Pour obtenir des valeurs d'amortissement ou de résonance spécifiques ou pour distribuer le courant, envisagez d'utiliser plusieurs MLCC en parallèle, en respectant les règles d'espacement pour les lignes de fuite et les lignes de fuite à haute tension.
• Gérer le stress mécanique
  • Les gros condensateurs céramiques de taille 1 210 peuvent être sensibles aux fissures dues à la flexion de la carte. Utilisez une conception de plot appropriée, des filets de soudure contrôlés et un support PCB pour réduire les contraintes mécaniques pendant l'assemblage et le fonctionnement du véhicule.
• Vérifiez la sécurité intégrée par rapport à la conception normale
  • Lorsque l'intégrité de l'isolation est critique pour la sécurité (par exemple, au niveau de la barrière d'isolation dans les OBC), vérifiez si une version de conception à sécurité intégrée est disponible avec la capacité et la tension requises, et consultez la description de la fiche technique de son comportement dans des conditions de défaut.

Qualifications et documentation

• Vérifier l'état de qualification automobile
  • Pour la production en série sur les plates-formes xEV, confirmez la norme de qualification automobile appropriée (par exemple, AEC-Q200 ou tests spécifiques au fabricant) dans la fiche technique ou via les canaux d'assistance du fabricant.
• S'aligner sur les normes au niveau du système
  • Les composants haute tension des systèmes OBC et onduleurs doivent souvent être conformes à des normes telles que les exigences ISO/IEC en matière de sécurité et d'isolation haute tension. Assurez-vous que la tension nominale, les conditions de test et les propriétés d'isolation du MLCC sont conformes aux règles de conception au niveau du système.
• Exploiter l'assistance du fabricant
  • Étant donné que Samsung Electro-Mechanics propose une assistance technique et des échantillons pour des conceptions spécifiques aux clients, les équipes de conception peuvent s'engager dès le début pour obtenir des données de modélisation, des modèles SPICE, des données de fiabilité et des estimations de durée de vie qui peuvent ne pas être entièrement détaillées dans le communiqué de presse.

Source

Cet article est basé sur les informations fournies dans le communiqué de presse du produit Samsung Electro-Mechanics décrivant les MLCC ultra haute tension pour les groupes motopropulseurs haute tension xEV, complétées par les liens vers les produits et les fiches techniques associés sur le site Web du fabricant.

Références

1. Actualités sur les produits Samsung Electro-Mechanics :MLCC ultra-haute tension pour les groupes motopropulseurs haute tension xEV
2. Page produit Samsung Electro-Mechanics – CL32G122KVV3PN#
3. Page produit Samsung Electro-Mechanics – CL32C103JXV3PN#
4. Page produit Samsung Electro-Mechanics – CL32C223JIV3PN#
5. Page produit Samsung Electro-Mechanics – CL32C333JIV1PN#