TDK Meluncurkan Choke Mode Umum 1250V Ringkas untuk Konverter DC Tegangan Tinggi

TDK telah memperkenalkan rangkaian choke ganda inti cincin bertegangan tinggi dan kompensasi arus seri B82722V6*B040 untuk tegangan bus DC hingga 1250 V (630 V AC) pada elektronik daya kompak.

Komponen tersedak mode umum tegangan tinggi ditujukan untuk konverter daya, penggerak motor industri, dan catu daya mode sakelar yang semakin banyak menggunakan semikonduktor daya SiC dan GaN serta beroperasi dengan tegangan bus DC yang tinggi, di mana penekanan EMI, koordinasi insulasi, dan ruang PCB merupakan batasan desain yang penting.

Fitur dan manfaat utama

Seri ini dirancang untuk menggabungkan kemampuan tegangan sangat tinggi dengan tapak vertikal kecil, sehingga memudahkan mewujudkan arsitektur tegangan tinggi tanpa memperbesar area filter.

• Tegangan dan isolasi
  • Dirancang terutama untuk tegangan DC hingga 1250 V dan 630 V AC pada 50/60 Hz.
  • Menggunakan insulasi padat multilapis dan diuji pada saluran ke saluran 3.750 V untuk isolasi listrik yang kuat dalam sistem tegangan tinggi.
• Desain mekanis yang ringkas
  • Setiap choke berukuran sekitar 23 × 15,5 × 24 mm (L × W × H) dalam paket lubang tembus vertikal.
  • Struktur choke ganda inti cincin dan header plastik memberikan stabilitas mekanis sekaligus menjaga jejak PCB tetap kecil.
• Rentang listrik
  • Pilihan induktansi nominal dari 3,3 mH hingga 22 mH dengan toleransi −30/+50%.
  • Arus terukur dari 0,85 A hingga 3,0 A pada +70 °C, memungkinkan trade-off antara redaman dan kemampuan arus.
• Kinerja EMI
  • Teknik penggulungan otomatis khusus menghasilkan karakteristik frekuensi resonansi tinggi, yang penting bagi konverter dengan edge cepat dari sakelar SiC/GaN.
  • Induktansi liar tipikal adalah sekitar 0,6% dari induktansi nominal, memberikan impedansi mode simetris (mode diferensial) sekaligus menjaga fungsi utama tetap fokus pada penekanan mode umum.
• Keamanan dan kepatuhan
  • Inti ferit berlapis epoksi dan header plastik yang sesuai dengan UL 94 V‑0 mendukung keamanan dan ketahanan terhadap kebakaran.
  • Desainnya memenuhi persyaratan IEC 60938‑2 dan IEC/UL 60939‑3 untuk choke dan filter EMI serta kompatibel dengan RoHS.
  • Komponen cocok untuk penyolderan gelombang, sesuai dengan lini produksi THT standar.

Bagi para insinyur desain, efek bersihnya adalah choke mode umum tegangan tinggi siap pakai yang cukup kecil untuk tata letak padat namun tetap ditentukan dengan tingkat insulasi dan pengujian yang jelas. Bagi pembeli, faktor bentuk terpadu di beberapa varian listrik menyederhanakan penyimpanan dan pengadaan kedua dalam seri yang sama.

Aplikasi umum

TDK secara eksplisit mencantumkan penekanan interferensi mode umum, aplikasi mode sakelar ringkas, dan konverter frekuensi sebagai aplikasi utama untuk seri B82722V6*B040. Dalam praktiknya, hal ini diwujudkan dalam beberapa kasus penggunaan nyata.

Pada konverter DC/DC dan AC/DC tegangan tinggi, terutama yang memiliki tautan DC perantara sekitar 800–1250 V, choke ini dapat ditempatkan di jalur bus DC sebagai bagian dari filter EMI input atau output. Mereka membantu mengurangi kebisingan mode umum yang kembali ke sumber listrik atau digabungkan ke sirkuit kontrol sensitif, yang sangat penting ketika tahapan daya SiC atau GaN menghasilkan transisi dv/dt yang curam.

Pada penggerak motor industri dan konverter frekuensi, tersedak dapat digunakan di sisi inverter atau di dekat tautan DC untuk membatasi arus mode umum yang dapat menyebabkan emisi yang tidak diinginkan, arus bocor, atau tekanan tambahan pada insulasi motor dan sistem kabel. Format vertikal kompak menguntungkan dalam lemari drive yang penuh sesak dimana luas papan terbatas namun ketinggian beberapa milimeter tambahan masih dapat diterima.

Pada SMPS ringkas untuk daya industri, telekomunikasi, atau server, kombinasi kemampuan tegangan bus tinggi, tapak kecil, dan perilaku frekuensi tinggi memungkinkan choke berfungsi sebagai elemen mode umum inti dalam filter EMI multitahap, bersama dengan kapasitor X, kapasitor Y, dan choke mode diferensial opsional.

Sorotan teknis

Tabel di bawah merangkum data kelistrikan utama untuk enam anggota keluarga B82722V6*B040.

Kode pemesanan Arus terukur pada +70 °C (A) Induktansi nominal (mH, −30/+50%) Jenis induktansi liar. (µH) Jenis resistansi DC. (mΩ) B82722V6851B0400.8522130550B82722V6112B0401.11592320B82722V6152B0401.5106118 8B82722V6202B0402.06.840115B82722V6252B0402.54.72876B82722V6302B0403.03.32053

Ketika kemampuan arus meningkat dari 0,85 A menjadi 3,0 A, induktansi nominal menurun dari 22 mH menjadi 3,3 mH, seiring dengan penurunan resistansi DC. Ini adalah trade-off yang umum terjadi pada choke dengan kompensasi arus:perangkat dengan arus lebih tinggi menawarkan impedansi lebih rendah namun rugi-rugi lebih rendah dan margin termal lebih tinggi; perangkat dengan arus lebih rendah menawarkan impedansi lebih tinggi tetapi harus membawa arus lebih sedikit. Nilai induktansi liar sekali lagi mengkonfirmasi rasio sekitar 0,6% terhadap induktansi nominal di seluruh rangkaian.

Secara mekanis, semua varian menggunakan inti toroidal vertikal berlapis epoksi dengan header plastik, yang menyederhanakan desain PCB karena satu tapak mendukung keenam opsi kelistrikan. Choke ditujukan untuk penyolderan gelombang, yang masih umum terjadi pada rakitan elektronika daya yang menggunakan kapasitor besar, transformator, dan komponen lubang tembus lainnya.

Catatan desain untuk teknisi

Untuk desain praktis, sering kali ada gunanya memikirkan kinerja filter, batas termal, serta tata letak dan keselamatan. Poin-poin di bawah ini merangkum aspek-aspek utama untuk masing-masing bidang tersebut.

• Memilih varian yang tepat
  • Mulai dari impedansi mode umum yang diperlukan pada frekuensi interferensi dominan, lalu pilih nilai induktansi yang memberikan margin yang cukup bahkan pada batas toleransi −30%.
  • Sesuaikan arus terukur pada +70 °C dengan arus RMS terburuk di saluran Anda, termasuk perkiraan kelebihan beban dan kondisi suhu sekitar.
  • Gunakan induktansi yang lebih tinggi / bagian arus yang lebih rendah ketika redaman sangat penting dan arusnya sedang; gunakan induktansi yang lebih rendah/jenis arus yang lebih tinggi di mana kerugian konduksi dan kenaikan suhu mendominasi.
• Perilaku EMI dan interaksi dengan filter lainnya
  • Frekuensi resonansi tinggi pada struktur belitan menguntungkan pada konverter berbasis SiC/GaN dengan konten frekuensi tinggi yang signifikan, namun hal ini juga berarti bahwa interaksi dengan kapasitor Y, kapasitor X, dan snubber harus diperiksa untuk menghindari resonansi yang tidak diinginkan.
  • Perkiraan. Induktansi nyasar 0,6% menambahkan komponen mode diferensial yang kecil namun bukan nol; dalam filter sederhana hal ini sering kali bermanfaat, namun dalam desain yang ketat hal ini harus disertakan dalam simulasi atau penghitungan.
• Pertimbangan termal dan mekanis
  • Pastikan bahwa rugi-rugi tembaga (I²R) dan rugi-rugi tambahan apa pun dari arus frekuensi tinggi tetap dalam batas yang dapat diterima di seluruh rentang suhu pengoperasian.
  • Pastikan jarak vertikal yang cukup dan pertimbangkan fiksasi mekanis jika sistem terkena getaran, meskipun inti berlapis epoksi dan header plastik sudah memberikan konstruksi yang kokoh.
• Tata letak, keamanan, dan standar
  • Tempatkan choke di dekat titik masuk/keluar derau (misalnya di dekat konektor atau node DC‑link) dan rutekan kedua jalur sebagai pasangan yang erat sebelum dan sesudah inti untuk meminimalkan area loop.
  • Jauhkan jejak sinyal sensitif dari tersedak untuk menghindari sambungan yang tidak diinginkan.
  • Validasi jarak rambat dan jarak bebas di sekitar pin dan antara domain terisolasi sesuai dengan standar peralatan yang relevan, menggunakan tingkat pengujian saluran ke saluran 3.750 V dan klasifikasi IEC 60938‑2 / IEC/UL 60939‑3 sebagai masukan dari sisi komponen.

Secara keseluruhan, seri B82722V6*B040 menawarkan cara mudah untuk mengimplementasikan pemfilteran mode umum tegangan tinggi pada konverter daya ringkas, terutama ketika SiC dan Gsakelar menuntut kontrol EMI yang lebih kuat tanpa mengorbankan ruang dewan.

Sumber

Artikel ini didasarkan pada siaran pers resmi TDK Electronics untuk seri choke mode umum tegangan tinggi B82722V6*B040 dan informasi teknis terkait yang disediakan di situs web TDK Electronics, dengan komentar independen tambahan yang ditujukan untuk mendukung desain dan pemilihan komponen untuk aplikasi konverter dan penggerak tegangan tinggi.

Referensi

1. Siaran pers TDK – Desain konverter DC 1250 V yang ringkas dengan choke mode umum tegangan tinggi baru
2. Kategori produk TDK – Saluran listrik tersedak
3. Siaran pers PDF – detail teknis