O Dr. Florian Weyland, da Vishay Intertechnology, discutiu a necessidade de requisitos mais rigorosos para os capacitores de segurança utilizados na recarga de veículos elétricos (EV), destacando alguns dos métodos usados para evitar problemas.

 

“Os capacitores de segurança, também conhecidos como capacitores supressores de interferência, são componentes permanentes em fontes de alimentação e pacotes de energia… (e) também estão registrando um uso crescente na indústria automotiva devido à eletrificação dos veículos e às suas tensões de alimentação cada vez mais altas, o que torna necessários novos requisitos,” observou Weyland.

 

A demanda por veículos elétricos aumentou nos últimos anos, tanto para híbridos quanto para veículos totalmente elétricos. “Os legisladores estão impulsionando essa tendência com condições para reduzir as emissões de dióxido de carbono. O uso de motores elétricos pressupõe a substituição de combustíveis clássicos, como gasolina ou diesel, por sistemas de armazenamento de energia eletroquímica, como baterias. Como se sabe, as baterias não são carregadas em postos de combustível, mas sim em uma tomada elétrica ou estação de recarga usando tensão contínua. Para isso, o veículo precisa de uma eletrônica de carregamento, também conhecida como carregador de bordo (OBC), com a conversão CA/CC apropriada,” ele afirmou.

 

Assim como acontece com carregadores e fontes de alimentação de telefones celulares, para os EVs os requisitos de segurança dos capacitores são diferentes, razão pela qual capacitores de segurança especiais, homologados para uso automotivo, devem ser usados nos OBCs.

Os capacitores de segurança devem ser testados e certificados por um órgão oficial e estão sujeitos à norma IEC 60384-14.

“Os capacitores de segurança conduzem sinais de interferência de alta frequência — interferência eletromagnética (EMI) e interferência de radiofrequência (RFI) — para o terra do chassi ou para o condutor neutro, curto-circuitando essa interferência. Reduzir a EMI garante a compatibilidade eletromagnética (EMC). Além disso, os capacitores de segurança devem interceptar tensões excessivas no lado da fonte de alimentação, evitando o acoplamento no sistema elétrico. Esses capacitores de segurança são divididos em duas classes — capacitores Classe X e capacitores Classe Y (Fig. 1 )”. 

Fig. 1: Conexão dos capacitores de segurança de Classe X (esquerda) e Classe Y (direita) (Imagem: Vishay Intertechnology)

 

Os capacitores de filme são a primeira escolha como capacitores Classe X graças às suas propriedades de autorregeneração e oferecem as vantagens de alta capacitância alcançável, capacitância estável e um fator de dissipação estável em toda a faixa de temperatura utilizável. Já os capacitores cerâmicos de disco oferecem a maior imunidade à tensão e são a solução preferida para aplicações de Classe Y1.

“O tipo de capacitor considerado para a eletrônica de carregamento em um veículo EV/HEV depende do circuito, dos pulsos de tensão esperados e das tensões alternadas aplicadas ao capacitor de segurança. A Fig. 2  mostra a área de aplicação para várias soluções de capacitores de segurança em função da capacitância e da tensão alternada suportada.

Fig. 2: Classificação de capacitores de filme, MLCCs e capacitores cerâmicos de disco com faixas de capacitância versus tensão alternada suportada (Imagem: Vishay Intertechnology)

Existem também capacitores de filme e cerâmicos homologados para uso automotivo que superam até mesmo os requisitos automotivos”.

O Automotive Electronic Council (AEC) define e publica os requisitos impostos aos componentes eletrônicos na indústria automotiva.