Mit einem neu entwickelten Keramikwerkstoff und verbesserter Sintertechnik ist es der Firma Murata gelungen, Keramik-Vielschicht-Kondensatoren (MLCC; Multi-Layer Ceramic Capacitors) herzustellen, die sich, als Ersatz für Alu-Elkos und Folien-Kondensatoren für mobile Leistungsanwendungen in Elektro- und Hybridfahreugen eignen. Anwendungen dieser Art erfordern Glättungs-Kondensatoren im Leistungswandler mit einer Kapazität von einigen zehn oder tausend Mikrofarad. Die Kondensatoren müssen außerdem die hohen Welligkeitsströme und widrigen Umgebungsbedingungen verkraften, die typisch für Automotive-Applikationen im oberen Bereich des Performance-Spektrums sind. Bei den MLCC der EVC-Serie ist der Keramikwerkstoff von einem Netz aus Innenelektroden durchzogen, die aus Nickel bestehen und mit einer Cu-Außenelektrode verbunden sind. Letztere ist ihrerseits mit Metall-Anschlüssen verbunden, die mit bleifreiem Material gebondet sind. Das verlustarme und kapazitätsstarke Material toleriert einen spezifischen Welligkeitsstrom von 1,56 A/cm3. Die EVC-Serie liegt damit um eine Größenordnung über den Folien-Kondensatoren und übertrifft die Alu-Elkos sogar um zwei Größenordnungen. Die spezifische Kapazität der EVC-Serie beträgt 2,4 mikro F/cm3 verglichen mit 1,2 mikro F/cm3 bei Folien-Kondensatoren und 1,89 mikro F/cm3 bei Aluminium-Elkos. Kondenstoren der EVC-Serie eignen sich prinzipiell für den Einsatz in Elektro- und Hybridfahrzeugen. Einmal wegen ihrer Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, zum anderen aufgrund ihrer niedrigen ESR- und ESL-Werte (effektiver Serienwiderstand bzw. effektive Serieninduktivität) durch eine bessere Fähigkeit zur Unterdrückung von Stoßspannungen. Der Einsatz der Kondensatoren der EVC-Serie wird an zwei Beispielen verdeutlicht. Bei einem Elektromotorroller sind fünf auf einer Leiterplatte montierte EVC-Kondensatoren im Wechselrichter zur Glättung eingesetzt. Bei Formel-1-Rennwagen kommen EVC-Kondensatoren im Leistungswandler des KERS (Kinetic Energy Recovers System) wegen ihrer hohen Beständigkeit gegen Welligkeitsströme, der kompakten Bauform und niedrigem Gewicht zum Einsatz.
MLCCs in E-Fahrzeugen und Formel-1-Boliden. Keramik-Vielschicht-Kondensatoren
Elektronikpraxis ; Sonderheft: Automotive II ; 40-42
2010
3 Seiten, 5 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Anwendungsbeispiele , Elektroantrieb , Elektroauto , Elektrolytkondensator , Hersteller , Hybridfahrzeug , IGBT (insulated gate bipolar transistor) , Kapazität (Kondensator) , Keramik , Keramikkondensator , keramische Elektrode , Kompaktheit , Leistungskondensator , Leistungswechselrichter , Mehrschichtkondensator , Motorroller , Rennwagen , Sintertechnik , Stoßspannungsfestigkeit , Temperaturbeständigkeit , Wechselrichter , Welligkeit , Wickelkondensator
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