La electrificación de los vehículos exige requisitos especiales para los componentes pasivos implicados: Además de la certificación AEC-Q200, PPAP, IATF, los artículos deben tener una alta confiabilidad y resistencia. Por último, cualquier solución debe tener un costo optimizado y además es necesario contar con un segundo recurso dentro del mercado.
El sistema de carga integrado convierte la entrada de corriente alterna de la red eléctrica en una entrada de corriente continua para la batería. Está alojado en una carcasa de aluminio con el fin de cumplir con las normas de seguridad y para protegerlo de la suciedad, la humedad o la niebla salina. Los requisitos mínimos suelen ser rangos de temperatura que varían entre -40 °C y +85 °C.
El diagrama de bloques típico de un cargador integrado (OBC) tiene 4 pasos principales:
• Filtro de interferencia electromagnética (EMI)
• Etapa de corrección del factor de potencia (PFC)
• Etapa resonante
• Filtro de salida
La etapa de interferencia electromagnética (EMI)
El filtro EMI, también llamado filtro de supresión EMI, capta el ruido procedente de los suministros principales y actúa como protección contra los efectos nocivos de las interferencias electromagnéticas. Estos filtros extraen cualquier corriente no deseada conducida a través del alambrado o de los cables, permitiendo a su vez que las corrientes deseables fluyan sin problemas. Los filtros EMI que suprimen el ruido de la red eléctrica también se denominan filtros EMI para la línea de alimentación. Los filtros EMI contienen capacitores X e Y, así como bobinas de choque en modo común.
YAEGO ofrece varias soluciones certificadas como las series R52 o R47-V057 como capacitores X y las series R41T o SMP253 como capacitores Y. Dependiendo de la serie, la temperatura máxima alcanza los 100 °C o más.
Según la tecnología que se utilice, las bobinas de choque en modo común de los filtros EMI deben conducir altas corrientes de 35 A o superiores. Por lo general, en este caso se utilizan inductores de bobina de MnZn. Debido al alto rango de temperatura que alcanza los 150 °C que soporta la serie SC de bobinas de choque en modo común de YAGEO, estas pueden conducir altas corrientes al tener bajas pérdidas. Según las necesidades del cliente, se encuentran disponibles tanto una versión horizontal o de bajo perfil como una versión vertical que ocupa menos espacio en la placa.
La etapa de corrección del factor de potencia (PFC)
La etapa PFC se encarga de cubrir las diferencias de potencia debidas al cambio de frecuencia. También incluye un capacitor de enlace de CC para estabilizar la tensión de CC del PFC de salida. Esta etapa se puede dividir en dos funciones principales: la etapa PFC como tal y un capacitor de enlace de CC.
La etapa PFC incluye una función de detección de corriente, que se puede resolver por medio de resistores de detección de corriente o derivaciones. La serie de derivación de YAGEO (PE, PA o PU) ofrece una amplia gama de tamaños de carcasa y resistencia con una potencia de hasta 36 W. Debido a su diseño, es posible alcanzar una temperatura de operación de 275 °C en algunas series. El inductor PFC de potencia alta es la parte más importante de la etapa PFC. YAGEO ofrece una gran variedad de inductores procedentes de Pulse Electronics. Además, en la etapa PFC se necesitan utilizar capacitores. Con el fin de cumplir con los requisitos de frecuencia que exige la tecnología denominada banda prohibida ancha, los capacitores de cerámica pueden ser una solución perfecta para cubrir esas necesidades.
El capacitor de enlace de CC es la otra parte importante. Se pueden elegir tres tecnologías de capacitores distintas: electrolítico de aluminio, de película o de cerámica.
Los capacitores electrolíticos de aluminio ofrecen una amplia gama de productos de hasta 1000 µF y se pueden utilizar para corrientes de ondulación altas. La serie ALA de YAGEO es un producto THT de encaje a presión con una alta resistencia a las vibraciones de hasta 20 G y una larga vida útil de 10 000 horas o más, a temperatura máxima. En cuanto a la versión rectangular, YAGEO ofrece la primera serie ALR del mercado con una eficiencia volumétrica ideal y una capacidad de vibración de hasta 40 G.
Las series C4Ax THT de capacitores de película de enlace de CC también están disponibles en una amplia gama de hasta 210 µF y con productos para altas temperaturas que alcanzan los 125 °C o, en caso necesario, hasta los 135 °C. YAGEO cuenta con productos diseñados de forma especial para entornos difíciles que permiten altas corrientes de ondulación y un rango de tensión superior a 1000 V.
En la tecnología SMT también se pueden elegir capacitores de cerámica como capacitores de enlace de CC. Se puede elegir entre un banco de capacitores de múltiples MLCC o chips individuales como los de la serie KC-Link, los primeros MLCC de clase 1 del mercado para corrientes de hasta 15 A. Esta serie es la mejor solución, si se trata de aplicaciones expuestas a altas temperaturas o a altas frecuencias. En caso de que se necesite ahorrar espacio en la placa, YAGEO ofrece la exclusiva tecnología KONNEKT que combina un máximo de 4 MLCC en un capacitor apilado con un proceso de sinterización en fase líquida transitoria. El uso de esta tecnología permitirá ahorrar un 75 % de espacio en la placa y de tiempo de recogida y colocación.
La etapa resonante
La etapa resonante es un filtro resonante LLC que incluye un aislamiento galvánico en caso de ser necesario. Es posible utilizar uno o varios capacitores de cerámica conectados en serie o en paralelo como capacitores de amortiguación. Las series de capacitores de película R75 o R76 de YAGEO alcanzan altos valores de capacitancia que llegan hasta 33 µF, tensiones de hasta 2000 V y rangos de temperatura de hasta 125 °C.
El filtro de salida
Por último, la etapa de filtro de salida del suministro de energía interno del automóvil filtra la salida del todo el sistema de carga integrado. Por lo general, se utiliza un inductor de filtro de modo diferencial. Es posible elegir como capacitores de salida tanto un capacitor de película de enlace de CC o cualquier serie de capacitores de cerámica.
En definitiva, los sistemas de carga integrados requieren componentes pasivos de alta confiabilidad, diseñados para entornos exigentes y que sean componentes de misiones críticas en el marco de la IATF. La cartera de productos del Grupo YAGEO ofrece más de 20 series de productos distintos que son aptos para utilizarse con cargadores integrados y permiten realizar de manera adecuada esta labor.
