Una mirada más cercana a los condensadores de filtro de CC en vehículos eléctricos

En electrónica de potencia, la rectificación es una forma de conversión de energía eléctrica que convierte la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). Después de que la señal de CA ingresa al circuito rectificador compuesto por diodos de potencia, la forma de onda rectificada original resultante emite una serie de medias Ondas sinusoidales con ondulaciones significativas. Para minimizar la pulsación del voltaje de CC, el capacitor del filtro de CC debe colocarse en la salida del rectificador y la carga se conecta en paralelo. Cuando el voltaje del rectificador aumenta, el capacitor se carga como un depósito y almacena energía; cuando el voltaje del rectificador cae, el capacitor se descarga, lo que reduce en gran medida el voltaje de ondulación.

Figura 1. Efecto de los condensadores de rectificación y filtro de CC sobre el voltaje

En el campo de los vehículos eléctricos (EV), los condensadores de filtro de CC se utilizan a menudo en cargadores a bordo (OBC), que son responsables de convertir la energía de CA de la red en energía de CC para cargar la batería del vehículo. Como se muestra en la Figura 2a, el proceso incluye los siguientes pasos:

• Paso 1: Los filtros antiinterferencias electromagnéticas (EMI) protegen el equipo electrónico del vehículo absorbiendo señales de interferencia en la línea de CA.

• Paso 2: El rectificador convierte el voltaje de CA en voltaje de CC usando diodos de potencia.

• Paso 3: La corrección del factor de potencia (PFC) regula la corriente de entrada de la fuente de alimentación para maximizar la eficiencia y reducir los armónicos.

• Paso 4: El voltaje de CC generado se ajusta hacia arriba o hacia abajo para proporcionar el nivel de voltaje de CC apropiado a la batería.

Figura 2a. Bloques funcionales del subsistema OBC.

Figura 2b. Esquema simplificado de la etapa AC/DC del OBC

En la Figura 2b, el condensador de filtro de CC Cs se coloca después del rectificador y se utiliza como condensador de entrada PFC. Para manejar los 3,3 kilovatios a 7,7 kilovatios de energía de la red que utilizan los vehículos pequeños, el condensador debe tener un valor de capacitancia relativamente alto. , en el rango de microfaradios. Generalmente admitimos condensadores cerámicos multicapa (MLCC) de gran valor y tamaño pequeño de Knowles Capacitors (KPD), como los productos de la serie StackiCap™ equipados con terminales flexibles FlexiCap™ (205 V-2kV/0,1μF-1μF/X7R).

Los condensadores de filtro de CC desempeñan un papel importante en las aplicaciones electrónicas automotrices actuales que requieren rectificación de la fuente de alimentación, por lo que es importante encontrar componentes de adaptación que cumplan con los estándares AEC-Q200 y otros estándares de la industria automotriz.