Vishay Intertechnology'den Dr. Florian Weyland, elektrikli araç (EV) şarjında kullanılan güvenlik kondansatörleri için daha sıkı gereksinimlere duyulan ihtiyacı ele aldı ve sorunları önlemek için kullanılan bazı yöntemleri özetledi.

 

“Parazit bastırma kondansatörleri olarak da bilinen güvenlik kondansatörleri, güç paketlerinde ve güç kaynaklarında kalıcı bileşenlerdir… (ve) araçların elektrikli hale gelmesi ve giderek yükselen güç kaynağı gerilimleri nedeniyle otomotiv endüstrisinde de artan bir kullanım görmektedir, bu da yeni gereksinimleri zorunlu kılmaktadır,” diye belirtti Weyland.

 

Son birkaç yılda hem hibrit hem de tam elektrikli araçlara olan talep artmıştır. “Yasa koyucular, karbondioksit emisyonlarını azaltmaya yönelik koşullarla bu eğilimi teşvik etmektedir. Elektrik motorlarının kullanımı, benzin veya dizel gibi klasik yakıtların, bataryalar gibi elektrokimyasal enerji depolama sistemleriyle değiştirilmesini gerektirir. Bilindiği gibi bataryalar benzin istasyonunda değil, bunun yerine doğru gerilim kullanan bir priz veya şarj istasyonunda şarj edilir. Bunun için araç, uygun AC/DC dönüşümüne sahip, aynı zamanda araç üstü şarj cihazları (OBC) olarak da bilinen şarj elektroniğine ihtiyaç duyar,” dedi.

 

Cep telefonu şarj cihazları ve güç kaynaklarına benzer şekilde, EV'ler için güvenlik kondansatörleri gereksinimleri farklıdır, bu nedenle OBC'ler için özel, otomotiv onaylı güvenlik kondansatörleri kullanılmalıdır.

Güvenlik kondansatörleri resmi bir kurum tarafından test edilmeli ve sertifikalandırılmalı olup IEC 60384-14 standardına tabidir.

“Güvenlik kondansatörleri, yüksek frekanslı parazit sinyallerini — elektromanyetik parazit (EMI) ve radyo frekansı paraziti (RFI) — şasi topraklamasına veya nötr iletkene ileterek bu paraziti kısa devre yapar. EMI'nin azaltılması elektromanyetik uyumluluğu (EMC) sağlar. Ayrıca güvenlik kondansatörleri, elektrik tedarik sistemindeki kuplajı önleyerek güç kaynağı tarafındaki aşırı gerilimleri yakalamalıdır. Bu güvenlik kondansatörleri iki sınıfa ayrılır — X sınıfı kondansatörler ve Y sınıfı kondansatörler (Şekil 1 )”. 

Şekil 1: X Sınıfı (solda) ve Y Sınıfı (sağda) güvenlik kondansatörlerinin bağlantısı (Görsel: Vishay Intertechnology)

 

Film kondansatörler, kendi kendini onarma özellikleri sayesinde X Sınıfı kondansatörler olarak ilk tercih olup, yüksek ulaşılabilir kapasitans, kararlı kapasitans ve kullanılabilir sıcaklık aralığında kararlı bir kayıp faktörü avantajları sunar. Seramik disk kondansatörler ise en yüksek gerilim dayanımını sağlar ve Y1 Sınıfı uygulamalar için tercih edilen çözümdür.

“Bir EV/HEV aracındaki şarj elektroniği için düşünülen kondansatör türü, devre yapısına, beklenen gerilim darbelerine ve güvenlik kondansatörü üzerinde uygulanan alternatif gerilimlere bağlıdır. Şekil 2  kapasitans ve dayanılabilir alternatif gerilimin bir fonksiyonu olarak çeşitli güvenlik kondansatörü çözümlerinin uygulama alanını göstermektedir.

Şekil 2: Kapasitans aralıklarının dayanılabilir alternatif gerilime karşı film kondansatörler, MLCC'ler ve seramik disk kondansatörlerin sınıflandırılması (Görsel: Vishay Intertechnology)

Ayrıca otomotiv gereksinimlerini bile aşan, otomotiv onaylı film ve seramik kondansatörler de bulunmaktadır”.

Otomotiv Elektronik Konseyi (AEC), otomotiv endüstrisindeki elektronik bileşenlere getirilen gereksinimleri tanımlar ve yayınlar.