Sicherheits-Keramikkondensator-Lösungen von Murata für die Antriebsstränge von Elektrofahrzeugen

Sicherheitskondensatoren sind überall in modernen Elektroauto-Antriebssträngen anzutreffen.

Sicherheitszertifizierte Kondensatoren in einem OBC (On-Board Charger).

Sie werden ebenso in Bordladegeräten (On-Board Chargers, OBCs) eingesetzt wie in den Traktionswechselrichtern und DC/DC-Wandlern solcher Fahrzeuge und dienen unter anderem zur Gleichtaktfilterung und zu Isolationszwecken. Entsprechende Beispiele zeigen die Bilder 1 bis 3.



Sicherheitszertifizierte Kondensatoren in einem Wechselrichter.



Sicherheitszertifizierte Kondensatoren in einem DC/DC-Wandler.

Sicherheitskondensator-Lösungen von Murata
Schon seit Jahrzehnten entwickelt das Engineering-Team von Murata Kondensatoren für den Automobilbereich. Dank dieser langjährigen Erfahrung und des Zugangs zu neuester Technologie ist es dem Unternehmen gelungen, sein Angebot an IEC60384-14 Y2-konformen und gemäß AEC-Q200 qualifizierten Kondensatoren, die eigens für den Einsatz in Elektrofahrzeugen optimiert sind, ständig zu erweitern.



Kondensator der Klasse X1/Y2 aus der DE6-Serie von Murata.

Die Kondensatoren der Serie Murata DE6 stellen eine höchst effektive THT-Lösung dar. Die mit Kapazitätswerten von 100 pF bis 4,7 nF lieferbaren Bauteile der Klasse X1/Y2 besitzen eine Nennspannung von 300 V AC und erfüllen in vollem Umfang die internationale Sicherheitsnorm IEC60384-14. Die für die Durchsteckmontage vorgesehenen bedrahteten Kondensatoren zeichnen sich durch kleine Abmessungen aus. Überdies verkraften sie höhere Betriebstemperaturen als Folienkondensatoren.



Mit den MLCCs der KCA-Serie von Murata lässt sich mehr Kapazität auf weniger Platz unterbringen.

Die Keramikvielschicht-Chipkondensatoren (Multi-Layer Ceramic Capacitors, MLCCs) der KCA-Serie von Murata können als Y-Kondensatoren an DC-Leitungen (mit der Eignung für Spannungen bis zu 1 kV DC) und als Y-Kondensatoren an AC-Leitungen eingesetzt werden. Um bei hohen Spannungen das Entstehen von Lichtbögen zu unterbinden, weisen sie gemäß IEC60384-14 eine Kriechstrecke von 4 mm auf.

Dank ihrer hohen Packungsdichte haben diese Bauelemente deutlich kleinere Gehäuseabmessungen, sodass wertvolle Leiterplattenfläche und Bauhöhe gespart werden kann. Wegen ihrer oberflächenmontierbaren Konstruktion können die Kondensatoren zudem per Reflow-Lötung verarbeitet werden, was aus Sicht der Produktion überaus vorteilhaft ist, da kein eigener Arbeitsgang für die Leiterplattenmontage dieser Bauteile eingeplant werden muss. Da sich die Kondensatoren der KCA-Serie des weiteren durch sehr geringe ESR- und ESL-Werte (effektiver Serienwiderstand bzw. effektive Serieninduktivität) auszeichnen, können sie signifikant zur Unterdrückung von Störemissionen beitragen.



ESL- und ESR-Eigenschaften der Serien DE6 und KCA.



Die MLCCs der Serie KCA sind mit metallenen Anschlüssen versehen.

Ein weiterer wichtiger Pluspunkt dieser gestapelten MLCCs mit Metallbügel-Konstruktion ist die Elastizität ihrer metallenen Anschlüsse, das sich hierdurch die mechanischen Spannungen reduzieren, denen das Keramikelement ausgesetzt wird. Das Bauelement trägt selbst bei einer Biegung der Leiterplatte um über 5 mm keine Schäden davon, und selbst nach 2.000 Temperaturzyklen (gemäß den Prüfbedingungen von Murata) treten keine Risse in der Lötverbindung auf (Hinweis: die Gewährleistung gilt für 5 mm und 1.000 Zyklen). Abgesehen davon verringert sich auch das Risiko vibrationsbedingter Ausfälle.



Tabelle 1. Übersicht über das Sicherheitskondensator-Angebot von Murata.

Neben den beiden gerade beschriebenen Produktserien wird Murata eine neue, für 2 kV DC ausgelegte MLCC-Familie für 800-V-Systeme freigeben. Diese Reihe, zu deren maßgeblichsten Eigenschaften eine Kriechstrecke von 10 mm gehört, werden für Antriebsstränge mit höheren Spannungen geeignet sein. Die 10 mm betragende Kriechstrecke erfüllt die Anforderungen der Norm IEC60384-14 erfüllt, wenn eine Systemspannung von 800 V zugrunde gelegt wird. Weitere Einzelheiten zu diesen Produkten folgen in Kürze.

www.murata.com

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