Šis straipsnis pateikia išsamų MLCC reikšmės EV energijos moduliuose analizę, įskaitant parametrų pasirinkimą, deratavimo projektavimą ir medžiagos pasirinkimą, suteikiant vertingą informaciją inžinieriams ir technikams.
I. DC-DC modulių vaidmuo EV energijos architektūroje
Elektromobiliuose (EV) energijos sistema turi konvertuoti aukštos įtampos baterijos maitinimą (400 V arba 800 V) į tinkamas nuolatinės srovės įtampas įvairiems žemos įtampos posistemiams, tokiems kaip 12 V, 5 V ir 3,3 V linijos. DC-DC žeminantis keitiklis vaidina pagrindinį vaidmenį šioje žeminančiojo keitimo procese, užtikrindamas efektyvų ir patikimą veikimą.
Veikdami paprastai dešimtimis iki šimtais kilohercų, šie moduliai generuoja aukšto dažnio perjungimo triukšmą, riplelio įtampas ir elektromagnetinį trikdį (EMI), kuris kelia griežtus reikalavimus pasyviems filtravimo komponentams.
II. Kodėl MLCC yra pirmenybė teikiamų kondensatorių tipas?
MLCC yra nepakartojami nuolatinės srovės moduliuose dėl simetriškos vidinės struktūros, labai mažos ekvivalentinės nuoseklios varžos (ESR), minimalios parazitinės induktyvumo ir puikios aukšto dažnio reakcijos. Šios savybės leidžia jas naudoti filtravimui, apėjimui ir atjungimui.
Palyginti su elektrolitiniais arba tantalo kondensatoriais, MLCC turi ilgesnį tarnavimo laiką ir mažesnį temperatūros poslinkį – tai svarbūs privalumai EV aplinkose, kur reikia didelio patikimumo esant terminėms ir mechaninėms apkrovoms.
III. Pavyzdys: MLCC naudojimas mažinimo keitiklio topologijoje
Imkime tipišką mažinimo keitiklio topologiją, kad išanalizuotume, kaip strategiškai naudojami MLCC:
Įtampos filtravimas
Tarp aukštos įtampos įvesties ir jungiklio tranzistoriaus įdėti MLCC slopina įtampos šuolius, atsirandančius dėl greito jungimo, ir padeda sumažinti elektromagnetinį triukšmą.
Išvesties atjungimas
Lygiagrečiai sujungti MLCC (pvz., trys 10 μF X7R kondensatoriai) išvesties etape sugeria riplį ir užtikrina švarų, stabilų nuolatinės srovės išvesties įtampą į apkrovą.
Apėjimas per valdiklio VCC kontaktą
C0G dielektriku ir 1 μF–2,2 μF talpa esantis MLCC šalia VCC įtampos įtampos įtampos šaltinio užtikrina triukšmo laisvą valdiklio IC maitinimą, neleidžiant nepastovaus jungimo elgesio.
IV. Pakuotės ir dielektriko svarstymas
MLCC efektyvumas priklauso ne tik nuo talpos ir nominalios įtampos, bet ir nuo dielektriko medžiagos bei korpuso dydžio:
|
Tipas |
Rekomenduojama naudojimo sritys |
Savybės |
|
C0G |
Aukšto dažnio apėjimas ir laikas |
Puiki stabilumo, mažas drebo |
|
X7R |
Išvesties filtravimas ir įvesties stabilizavimas |
Didelė talpa, gera kaina |
|
1206 |
Išvestis šalia apkrovos |
Didesnės srovės talpa |
|
0805 |
Bendrasis atjungimas |
Subalansuotas dydis ir našumas |
MLCC naudojimo EV maitinimo konstravimo įtampos mažinimo gairės
EV taikymo srityse būtina tinkamai taikyti MLCC įtampos mažinimo taisykles. Dėl įtampos šuolių ir temperatūros svyravimų, įprasta MLCC projektuoti taip, kad jos veiktų 50–70 % nuo jų vardinės įtampos.
Be to, siekiant padidinti mechaninę stabilumą ir paklaidą, vengti didelio dydžio korpusų naudojimo; vietoj to, naudoti kelias vidutinio dydžio talpą, prijungtas lygiagrečiai.
VI. Ateities tendencijos: didesnė talpa ir automobinės klasės MLCC
MLCC technologija vystosi link didesnės talpos (High CV), mažesnių gabaritų (01005/0201), platesnio temperatūros diapazono (-55°C iki +150°C), kad būtų atitinkti automobinės klasės standartai, tokie kaip AEC-Q200.
Kai kurie pirmininkaujantys gamintojai taip pat kuria lanksčias pabaigas turinčias MLCC, kad būtų padidintas mechaninis atsparumas po litavimo, sumažinant plyšimų riziką esant terminio ciklo sąlygoms.
MLCC | Elektromobilių kondensatoriai | DC-DC filtravimas | Aukšto dažnio apėjimas
EN
