Samsung Meluncurkan MLCC Tegangan Ultra Tinggi 1500V untuk Meningkatkan Efisiensi Powertrain Kendaraan Listrik

Samsung Electro-Mechanics telah memperkenalkan rangkaian baru MLCC tegangan ultra tinggi dalam ukuran 1210 (3,2 × 2,5 mm) untuk powertrain tegangan tinggi xEV, menargetkan pengisi daya on-board (OBC) dan sistem inverter pada kendaraan listrik modern.

Kapasitor Samsung Electro-Mechanics MLCC ini menggabungkan peringkat 1000–1500 V dengan karakteristik suhu C0G/X8G dan nilai kapasitansi hingga 33 nF, memungkinkan kepadatan daya yang lebih tinggi dan keandalan yang lebih baik dalam desain yang ringkas.

Fitur dan manfaat utama

• Peringkat tegangan tinggi hingga 1500 V
  • Cakupan pada kelas 1000 V, 1250 V, dan 1500 V mendukung bus inverter 800 V dan topologi OBC tegangan tinggi seperti konverter resonansi CLLC.
• Dielektrik C0G/X8G suhu tinggi tingkat otomotif
  • C0G suku cadang yang ditentukan dari −55 °C hingga +125 °C dengan perubahan kapasitansi 0 ± 30 ppm/°C menawarkan kapasitansi yang sangat stabil dan kehilangan yang rendah pada kisaran ambien dan di bawah kap otomotif pada umumnya.
  • X8G suku cadang yang ditentukan dari suhu −55 °C hingga +150 °C dengan dukungan 0 ± 30 ppm/°C digunakan di dekat perangkat listrik yang panas atau dalam modul daya yang dikemas rapat.
• Jejak kaki miniatur 1210 (3,2 × 2,5 mm)
  • Menyediakan kapasitansi tegangan tinggi dan rentang nF dalam ukuran casing yang relatif kecil, memungkinkan tata letak ringkas pada modul daya dan papan OBC berdensitas tinggi.
• Rentang kapasitansi yang diperluas untuk C0G/X8G tegangan tinggi
  • Suku cadang baru memperluas jajaran C0G/X8G bertegangan tinggi dari pabrikan menjadi 1,2 nF–33 nF pada 1000–1500 V, menjembatani kesenjangan di mana para desainer sebelumnya harus bergantung pada kapasitor film atau MLCC yang lebih besar.
• Opsi dengan desain anti-gagal
  • Beberapa nomor suku cadang ditawarkan dengan struktur “Desain Aman Gagal”, yang dimaksudkan untuk meningkatkan perilaku jika terjadi kerusakan isolasi dan membantu melindungi sistem.
• Ditargetkan pada keandalan powertrain xEV
  • Dirancang dan diproduksi secara massal menggunakan keramik eksklusif, miniaturisasi elektroda, dan proses pelapisan ultra-presisi untuk mengatasi meningkatnya jumlah MLCC dan persyaratan keandalan pada kendaraan listrik.
• Dukungan untuk desain khusus
  • Pabrikan secara eksplisit menawarkan dukungan teknis dan sampel untuk desain khusus pelanggan, yang dapat berguna untuk proyek otomotif tingkat platform.

Aplikasi umum

MLCC tegangan ultra-tinggi ini ditujukan untuk domain tegangan tinggi xEV dan dapat menggantikan atau melengkapi kapasitor film dalam fungsi tertentu yang menguntungkan pengurangan ukuran dan integrasi tingkat papan.

Fungsi umumnya meliputi:

• Tangki resonansi CLLC di pengisi daya terpasang (OBC)
  • Digunakan sebagai kapasitor resonansi dalam tahapan CLLC frekuensi tinggi pada OBC generasi berikutnya dengan daya keluaran di atas 22 kW, dengan rating tegangan tinggi dan dielektrik dengan kerugian rendah sangat penting untuk efisiensi dan kinerja termal.
• Sistem inverter traksi kelas 800 V
  • Diterapkan di sekitar modul daya inverter untuk jaringan snubber dan decoupling lokal pada node DC-link dan half-bridge.
• Kapasitor snubber untuk perangkat peralihan cepat
  • Digunakan untuk menekan derau peralihan dan kelebihan voltase saat sakelar SiC atau IGBT cepat dihidupkan atau dimatikan dengan menyediakan jalur induktansi rendah yang terkontrol untuk energi transien.
• Node tegangan tinggi umum pada powertrain xEV
  • Berlaku di mana saja yang memerlukan kapasitor tegangan tinggi yang kompak, stabil, seperti pengkondisian pengukuran tegangan tinggi, tahapan DC–DC tambahan, atau tata letak yang dioptimalkan EMI dalam domain HV.

Karena perangkat ini merupakan MLCC keramik dengan karakteristik C0G/X8G, perangkat ini paling cocok untuk posisi di mana kehilangan rendah, kapasitansi stabil, dan perilaku suhu yang dapat diprediksi lebih penting daripada kapasitansi curah yang sangat tinggi.

Sorotan teknis

Jajaran produk saat ini yang dijelaskan dalam siaran pers berfokus pada empat MLCC casing 1210 dengan kombinasi kapasitansi dan tegangan tertentu. Bagian-bagian ini bersama-sama memperluas portofolio C0G/X8G MLCC untuk mencakup 1000–1500 V dengan kapasitansi dari 1,2 nF hingga 33 nF dalam ukuran casing 1210.

Tabel ikhtisar produk

Nomor bagian Ukuran (inci/mm) Kapasitansi Tegangan terukur TCC Jenis desain CL32G122KVV3PN#1210 / 3.2×2.51.2 nF1500 VX8GFail Safe DesignCL32C103JXV3PN#1210 / 3.2×2.510 nF1250 VC0GFail Safe DesignCL32C223JIV3PN#1210 / 3.2×2.522 nF1000 VC0GDesain Aman GagalCL32C333JIV1PN#1210 / 3.2×2.533 nF1000 VC0GDesain Normal

Catatan desain untuk teknisi

Saat merancang MLCC bertegangan sangat tinggi ini ke dalam sistem xEV, beberapa pertimbangan praktis dapat membantu menghindari masalah dan mendapatkan manfaat maksimal dari kemampuannya.

Pertimbangan kelistrikan dan termal

• Hormati praktik penurunan tegangan
  • Meskipun suku cadang memiliki tegangan hingga 1000–1500 V, desain daya otomotif biasanya mengoperasikan MLCC dengan margin di bawah tegangan pengenal maksimum, terutama pada aplikasi dengan transien berulang atau dv/dt tinggi.
• Pertimbangkan riak AC dan kondisi resonansi
  • Dalam konverter resonansi CLLC, kapasitor mengalami tegangan dan arus AC yang ditumpangkan pada offset DC. Periksa batas arus riak dan perilaku kerugian di lembar data untuk memastikan MLCC tidak terlalu panas dalam pengoperasian dalam kondisi stabil.
• Periksa stabilitas kapasitansi terhadap suhu dan bias
  • Karakteristik C0G/X8G berarti penyimpangan kapasitansi terkait suhu sangat kecil, sehingga ideal untuk frekuensi resonansi yang stabil. Ketergantungan bias DC apa pun pada level tegangan ini harus diverifikasi dalam grafik lembar data.
• Perhatikan lingkungan termal
  • Dalam modul daya inverter atau tahap primer OBC, suhu lokal dapat mendekati batas atas komponen X8G. Gunakan simulasi atau pengukuran termal untuk memastikan suhu sambungan dan casing tetap dalam batas yang ditentukan.

Tata letak dan integrasi mekanis

• Minimalkan ESL dan area loop
  • Untuk aplikasi snubber, letakkan MLCC sedekat mungkin dengan terminal sakelar atau pin modul, dengan jalur pendek dan lebar untuk meminimalkan induktansi parasit dan memaksimalkan efektivitas penekanan tegangan lebih.
• Gabungkan beberapa kapasitor jika diperlukan
  • Untuk mencapai nilai snubber atau resonansi tertentu atau untuk mendistribusikan arus, pertimbangkan untuk menggunakan beberapa MLCC secara paralel, dengan memperhatikan aturan jarak untuk jarak bebas dan rambat tegangan tinggi.
• Kelola tekanan mekanis
  • Kapasitor keramik besar dengan ukuran 1210 rentan terhadap retak lentur papan. Gunakan desain bantalan yang tepat, fillet solder yang terkontrol, dan penyangga PCB untuk mengurangi tekanan mekanis selama perakitan dan pengoperasian kendaraan.
• Periksa desain anti-gagal versus desain normal
  • Jika integritas insulasi sangat penting bagi keselamatan (misalnya, pada penghalang isolasi di OBC), verifikasi apakah versi Fail Safe Design tersedia dengan kapasitansi dan voltase yang diperlukan, dan tinjau deskripsi lembar data tentang perilakunya dalam kondisi gangguan.

Kualifikasi dan dokumentasi

• Verifikasi status kualifikasi otomotif
  • Untuk produksi serial pada platform xEV, konfirmasikan standar kualifikasi otomotif yang sesuai (misalnya AEC-Q200 atau pengujian khusus pabrikan) di lembar data atau melalui saluran dukungan pabrikan.
• Selaraskan dengan standar tingkat sistem
  • Komponen tegangan tinggi dalam sistem OBC dan inverter sering kali harus mematuhi standar seperti persyaratan keselamatan dan insulasi tegangan tinggi ISO/IEC. Pastikan tegangan pengenal MLCC, kondisi pengujian, dan properti insulasi selaras dengan aturan desain tingkat sistem.
• Manfaatkan dukungan produsen
  • Karena Samsung Electro-Mechanics menawarkan dukungan teknis dan sampel untuk desain khusus pelanggan, tim desain dapat terlibat lebih awal untuk data pemodelan, model SPICE, data keandalan, dan estimasi masa pakai yang mungkin tidak sepenuhnya dirinci dalam siaran pers.

Sumber

Artikel ini didasarkan pada informasi yang diberikan dalam rilis berita produk Samsung Electro-Mechanics yang menjelaskan MLCC tegangan ultra-tinggi untuk powertrain tegangan tinggi xEV, dilengkapi dengan link produk dan lembar data terkait di situs web produsen.

Referensi

1. Berita produk Samsung Electro-Mechanics:MLCC Tegangan Ultra Tinggi untuk Powertrain Tegangan Tinggi xEV
2. Halaman produk Samsung Electro-Mechanics – CL32G122KVV3PN#
3. Halaman produk Samsung Electro-Mechanics – CL32C103JXV3PN#
4. Halaman produk Samsung Electro-Mechanics – CL32C223JIV3PN#
5. Halaman produk Samsung Electro-Mechanics – CL32C333JIV1PN#