TDK lance des selfs mode commun 1250 V compactes pour l'électronique de puissance avancée

TDK a présenté la série B82722V6*B040 de selfs mode commun à double noyau annulaire, compensées en courant, pour tensions de bus DC jusqu'à 1250 V (630 V AC) dans l'électronique de puissance compacte.

Ces composants selfs mode commun haute tension visent les convertisseurs de puissance, les entraînements de moteurs industriels et les alimentations à découpage qui utilisent de plus en plus des semi-conducteurs de puissance SiC et GaN et fonctionnent avec des tensions de bus DC élevées, où la suppression EMI, la coordination d'isolation et l'espace PCB sont des contraintes de conception critiques.

Caractéristiques et avantages clés

La série est conçue pour combiner une capacité de tension très élevée avec un encombrement vertical réduit, facilitant la réalisation d'architectures haute tension sans agrandir la zone de filtrage.

• Tension et isolation
  • Conçues principalement pour tensions DC jusqu'à 1250 V et 630 V AC à 50/60 Hz.
  • Utilisent une isolation solide multicouche et sont testées à 3750 V ligne-à-ligne pour une isolation électrique robuste dans les systèmes haute tension.
• Design mécanique compact
  • Chaque self mesure environ 23 × 15,5 × 24 mm (L × l × H) en boîtier traversant vertical.
  • La structure à double self à noyau annulaire et le support plastique assurent la stabilité mécanique tout en gardant l'emprise PCB faible.
• Gamme électrique
  • Options d'inductance nominale de 3,3 mH à 22 mH avec tolérance −30/+50 %.
  • Courants nominaux de 0,85 A à 3,0 A à +70 °C, permettant un compromis entre atténuation et capacité de courant.
• Performance EMI
  • Une technique de bobinage automatisée spéciale confère des caractéristiques de fréquence de résonance élevées, importante pour les convertisseurs aux fronts rapides issus de commutateurs SiC/GaN.
  • L'inductance de fuite typique est d'environ 0,6 % de l'inductance nominale, offrant une impédance différentielle (mode symétrique) tout en maintenant la fonction principale focalisée sur la suppression mode commun.
• Sécurité et conformité
  • Noyau ferrite enrobé d'époxy et support plastique conforme UL 94 V-0 pour la sécurité incendie et la robustesse.
  • Le design répond aux exigences IEC 60938-2 et IEC/UL 60939-3 pour selfs EMI et filtres, et est compatible RoHS.
  • Composants adaptés au brasage à la vague, compatibles avec les lignes de production THT standard.

Pour les ingénieurs de conception, l'effet net est une self mode commun haute tension prête à l'emploi, assez petite pour des layouts denses mais spécifiée avec des niveaux d'isolation et de test clairs. Pour les acheteurs, le format unifié à travers de multiples variantes électriques simplifie le stockage et le second sourcing au sein de la même série.

Applications typiques

TDK cite explicitement la suppression d'interférences mode commun, les applications à découpage compactes et les convertisseurs de fréquence comme applications principales de la série B82722V6*B040. En pratique, cela se traduit par plusieurs cas d'utilisation concrets.

Dans les convertisseurs DC/DC et AC/DC haute tension, notamment ceux avec liaisons DC intermédiaires autour de 800–1250 V, ces selfs peuvent être placées sur les lignes de bus DC dans le filtre EMI d'entrée ou de sortie. Elles aident à réduire le bruit mode commun revenant vers le secteur ou se couplant dans les circuits de contrôle sensibles, ce qui est particulièrement important quand les étages de puissance SiC ou GaN génèrent des transitions dv/dt abruptes.

Dans les entraînements de moteurs industriels et convertisseurs de fréquence, les selfs peuvent être utilisées côté onduleur ou près du lien DC pour limiter les courants mode commun qui causeraient autrement émissions indésirables, courants de fuite ou stress supplémentaire sur l'isolation du moteur et les systèmes de câblage. Le format vertical compact est avantageux dans les armoires d'entraînement encombrées où la surface de carte est rare mais quelques millimètres de hauteur supplémentaires sont acceptables.

Dans les alimentations à découpage compactes pour l'industrie, les télécoms ou l'alimentation serveurs, la combinaison de capacité haute tension bus, faible emprise et comportement haute fréquence permet aux selfs de servir d'élément mode commun central dans un filtre EMI multi-étages, aux côtés de condensateurs X, Y et de selfs différentielles optionnelles.

Points techniques saillants

Le tableau ci-dessous résume les données électriques clés des six membres de la famille B82722V6*B040.

Code commande	Courant nominal à +70 °C (A)	Inductance nominale (mH, −30/+50 %)	Inductance de fuite typ. (µH)	Résistance DC typ. (mΩ)
B82722V6851B040	0,85	22	130	550
B82722V6112B040	1,1	15	92	320
B82722V6152B040	1,5	10	61	188
B82722V6202B040	2,0	6,8	40	115
B82722V6252B040	2,5	4,7	28	76
B82722V6302B040	3,0	3,3	20	53

À mesure que la capacité de courant augmente de 0,85 A à 3,0 A, l'inductance nominale diminue de 22 mH à 3,3 mH, de même que la résistance DC. C'est le compromis typique des selfs compensées en courant : les dispositifs à courant plus élevé offrent une impédance plus faible mais des pertes moindres et une marge thermique supérieure ; les dispositifs à courant plus faible offrent une impédance plus élevée mais doivent transporter moins de courant. Les valeurs d'inductance de fuite confirment à nouveau le ratio d'environ 0,6 % par rapport à l'inductance nominale sur toute la série.

Mécaniquement, toutes les variantes partagent le même noyau toroïdal enrobé d'époxy vertical avec support plastique, ce qui simplifie la conception PCB car une seule empreinte supporte les six options électriques. Les selfs sont prévues pour le brasage à la vague, encore courant dans les assemblages d'électronique de puissance utilisant gros condensateurs, transformateurs et autres composants traversants.

Notes d'intégration pour ingénieurs

Pour une intégration pratique, il est souvent utile de raisonner en termes de performance du filtre, limites thermiques, layout et sécurité. Les points ci-dessous résument les aspects clés pour chacun de ces domaines.

• Choisir la bonne variante
  • Partir de l'impédance mode commun requise aux fréquences d'interférence dominantes, puis sélectionner une valeur d'inductance offrant une marge suffisante même à la limite de tolérance −30 %.
  • Adapter le courant nominal à +70 °C au pire courant RMS dans vos lignes, y compris surcharges attendues et conditions de température ambiante.
  • Utiliser les variantes inductance plus élevée / courant plus faible quand l'atténuation est critique et les courants modestes ; utiliser inductance plus faible / courant plus élevé là où les pertes de conduction et l'élévation de température dominent.
• Comportement EMI et interaction avec le reste du filtre
  • La fréquence de résonance élevée de la structure de bobinage est avantageuse dans les convertisseurs basés SiC/GaN à fort contenu haute fréquence, mais implique de vérifier l'interaction avec condensateurs Y, X et snubbers pour éviter résonances indésirables.
  • L'inductance de fuite d'environ 0,6 % ajoute une composante différentielle petite mais non nulle ; dans les filtres simples c'est souvent bénéfique, mais dans les designs serrés elle doit être incluse dans les simulations ou calculs.
• Considérations thermiques et mécaniques
  • Vérifier que les pertes cuivre (I²R) et toute perte additionnelle des courants haute fréquence restent dans les limites acceptables sur toute la plage de température de fonctionnement.
  • Prévoir assez de dégagement vertical et envisager une fixation mécanique si le système subit des vibrations, même si le noyau enrobé d'époxy et le support plastique offrent déjà une construction robuste.
• Layout, sécurité et normes
  • Placer la self près du point d'entrée/sortie du bruit (ex. près des connecteurs ou nœuds de liaison DC) et router les deux lignes en paire serrée avant et après le noyau pour minimiser la surface de boucle.
  • Éloigner les traces de signaux sensibles de la self pour éviter couplages indésirables.
  • Valider les distances de crépage et de dégagement autour des broches et entre domaines isolés selon la norme d'équipement pertinente, en utilisant le niveau de test 3750 V ligne-à-ligne et les classifications IEC 60938-2 / IEC/UL 60939-3 comme données côté composant.

Dans l'ensemble, la série B82722V6*B040 offre un moyen direct d'implémenter un filtrage mode commun haute tension dans les convertisseurs de puissance compacts, surtout où les commutateurs SiC et GaN exigent un contrôle EMI plus robuste sans sacrifier l'espace carte.

Source

Cet article est basé sur le communiqué de presse officiel de TDK Electronics pour la série de selfs mode commun haute tension B82722V6*B040 et les informations techniques associées sur le site TDK Electronics, avec commentaires indépendants additionnels visant à soutenir l'intégration et la sélection de composants pour applications convertisseurs et entraînements haute tension.

Références

1. Communiqué TDK – Conceptions convertisseurs 1250 V DC compactes avec une nouvelle self mode commun haute tension
2. Catégorie produit TDK – Selfs lignes d'alimentation
3. PDF communiqué – détails techniques