Д-р Флориан Вейланд из компании Vishay Intertechnology рассказал о необходимости более строгих требований к защитным конденсаторам, используемым при зарядке электромобилей (EV), и обозначил некоторые методы, применяемые для предотвращения проблем.

 

«Защитные конденсаторы, также известные как помехоподавляющие конденсаторы, являются неотъемлемыми элементами блоков питания и источников электропитания… (и) также находят все более широкое применение в автомобильной промышленности из-за электрификации транспортных средств и их все более высоких напряжений питания, что делает необходимыми новые требования», отметил Вейланд.

 

Спрос на электромобили — как гибридные, так и полностью электрические — вырос за последние несколько лет. «Законодатели стимулируют эту тенденцию, вводя условия по снижению выбросов углекислого газа. Использование электродвигателей предполагает замену классических видов топлива, таких как бензин или дизель, на электрохимические системы накопления энергии, такие как аккумуляторы. Как известно, аккумуляторы заряжаются не на автозаправочной станции, а от розетки или зарядной станции с использованием постоянного напряжения. Для этого автомобилю требуется зарядная электроника, также известная как бортовое зарядное устройство (OBC), с соответствующим преобразованием AC/DC», — заявил он.

 

Как и в случае с зарядными устройствами и блоками питания для мобильных телефонов, требования к защитным конденсаторам для электромобилей отличаются, поэтому для бортовых зарядных устройств необходимо использовать специальные защитные конденсаторы, сертифицированные для автомобильной промышленности.

Защитные конденсаторы должны быть испытаны и сертифицированы официальным органом и соответствовать стандарту IEC 60384-14.

«Защитные конденсаторы отводят высокочастотные помеховые сигналы — электромагнитные помехи (EMI) и радиочастотные помехи (RFI) — на массу шасси или нейтральный проводник, тем самым замыкая эти помехи накоротко. Снижение уровня EMI обеспечивает электромагнитную совместимость (EMC). Кроме того, защитные конденсаторы должны перехватывать избыточные напряжения со стороны источника питания, предотвращая их проникновение в систему электроснабжения. Такие защитные конденсаторы делятся на два класса — конденсаторы класса X и конденсаторы класса Y (рис. 1 )». 

Рис. 1: Схема подключения защитных конденсаторов класса X (слева) и класса Y (справа) (изображение: Vishay Intertechnology)

 

Пленочные конденсаторы являются первым выбором в качестве конденсаторов класса X благодаря своим свойствам самовосстановления и обеспечивают такие преимущества, как высокая достижимая емкость, стабильная емкость и стабильный коэффициент рассеяния во всем рабочем диапазоне температур. Керамические дисковые конденсаторы, в свою очередь, обеспечивают наивысшую устойчивость к напряжению и являются предпочтительным решением для применений класса Y1.

«Тип конденсатора, рассматриваемый для зарядной электроники в автомобиле EV/HEV, зависит от его схемотехники, ожидаемых импульсов напряжения и переменных напряжений, приложенных к защитному конденсатору. На рис. 2  показана область применения различных решений защитных конденсаторов в зависимости от емкости и допустимого переменного напряжения.

Рис. 2: Классификация пленочных конденсаторов, MLCC и керамических дисковых конденсаторов по диапазонам емкости в сравнении с допустимым переменным напряжением (изображение: Vishay Intertechnology)

Существуют также сертифицированные для автомобильной промышленности пленочные и керамические конденсаторы, которые даже превосходят требования автомобильной отрасли».

Совет по автомобильной электронике (AEC) определяет и публикует требования, предъявляемые к электронным компонентам в автомобильной промышленности.