Elementen voor EV-laadstations van Panasonic

De infrastructuur die wordt aangelegd voor elektrische voertuigen omvat voornamelijk laadstations. Omdat dit strikt gestandaardiseerde apparaten zijn, worden ze door veel fabrikanten van elektrotechnische apparaten gemaakt. Prestigieuze leveranciers van elektronische componenten, zoals Panasonic, helpen hierbij. Zij maken hoogwaardige elementen en componenten die geschikt zijn voor dit soort toepassingen.

In de TME catalogus wordt het assortiment componenten van Panasonic voortdurend uitgebreid met nieuwe productgroepen. In dit artikel richten we ons op componenten met één specialisatie – nl. voor de markt van elektronische voertuigen (EV) en de bijbehorende infrastructuur. Panasonic heeft veel van dergelijke producten in zijn portefeuille – deze zijn zodanig ontworpen dat hun mechanische sterkte en elektrische specificaties voldoen aan de behoeften van de markt. Hieronder presenteren we condensatoren, smoorspoelen en schakelaars van dit type. Natuurlijk is dit slechts een klein deel van ons volledige assortiment en veel andere Panasonic-componenten zullen ook ruimschoots voldoen aan de eisen van de EV-industrie – het gepresenteerde aanbod omvat alleen goederen die het beste tegemoet komen aan de behoeften van ontwerpers of die een strikt door de leverancier gedefinieerd doel hebben.

In dit artikel gaan we het hebben over thema’s als:

• Lange levensduur van condensatoren uit de familie OS-CON
• Karakteristiek van polymeer-tantaalelementen
• Condensatoren die werken in circuits met hoge stroomsterkte
• Gecertificeerde vermogenssmoorspoelen voor toepassing in de auto-industrie
• Microschakelaars met hoge beschermingsklasse

Condensatoren

Een van de belangrijkste componenten die Panasonic levert zijn verschillende types condensatoren. De specificatie van veel van deze elementen voldoet aan de behoeften van EV-laders: hun besturings- en communicatiesystemen en omvormers. De TME-catalogus bevat componenten met een lage impedantie (zgn. low ESR), lange levensduur (tot 20.000 uur), mogelijkheid om met hoge stromen te werken (meer dan 10 A) etc. Dit aanbod kunnen we onderverdelen in drie hoofdgroepen: namelijk de condensatorfamilies OS-CON, POSCAP en SP-CAP.

Condensatoren OS-CON

OS-CON-condensatoren maken gebruik van een combinatie van aluminiumtechnologie en een hooggeleidend polymeer, waardoor de elektrolyt een vaste stof is en de componenten een langere levensduur hebben. Bovendien maakt deze constructie zeer lage impedantiewaarden (ESR) mogelijk. Condensatoren uit deze groep zijn verkrijgbaar in zowel SMD- als THT-versies en kunnen dus dienen als vervanging voor elektrolytische componenten. De levensduur van OS-CON producten kan oplopen tot 20.000 uur bij 105°C. Hierbij merken we op dat de thermische tolerantie voor veel modellen varieert van -55°C tot 125°C. De componenten zijn verkrijgbaar met capaciteiten van 3,3 µF tot 2700 µF, in varianten die geschikt zijn voor spanningen van 2 V tot 100 V. Dankzij deze parameters voldoen de OS-CON componenten aan de voorwaarden van EV-laadstations, zelfs als ze in moeilijke omgevingen werken.

Condensator en POSCAP (tantaal-polimeer)

POSCAP-componenten zijn polymeer-tantaalcondensatoren waarbij de kathode is gemaakt van polymeer. Dit resulteert in een lage ESR-karakteristiek bij hoge signaalfrequenties, evenals kleine afmetingen van de componenten.

Alle POSCAP-producten zitten in een SMD-behuizing. Ze kunnen werken met spanningen tot 35 V en stromen tot 6,1 A (met weerstand tegen startstromen tot 20 A). Hierdoor kunnen ze worden gebruikt in uiteenlopende filters, maar ook voor rimpelonderdrukking. Net als bij de groep OS-CON zijn dit halogeenvrije producten met een breed bereik aan toegestane bedrijfstemperaturen (voor de meeste producten: -55…105°C). Panasonic beveelt de POSCAP-groep aan voor toepassingen op het gebied van digitale circuits, communicatiecircuits en besturingscircuits die werken in apparaten die zware belastingen hanteren. Dit overlapt volledig met de specificaties van laadstations voor elektrische voertuigen. In de TME-catalogus vindt u POSCAP condensatoren in versies met capaciteiten van 3,9 µF tot 1500 µF.

Condensatoren SP-CAP (polimerowe)

SP-CAP condensatoren onderscheiden zich door hun zeer goede stroomparameters, waardoor ze ideaal zijn voor omvormers en rimpelfiltertoepassingen. Door hun eigenschappen kunnen ze werken in circuits met maximale stromen van 5,1 A tot 10,2 A (bij DC spanningen tot 6,3 V). Ook in deze groep treft u componenten aan die zijn geclassificeerd als Low ESR, met een impedantie van 3 mΩ. Tegelijkertijd is een van de belangrijke kenmerken van de SP-CAP familie de zeer kleine afmeting (van 1,4×7,3×4,3 mm) van de SMD-behuizingen. Deze condensatoren maken het mogelijk om compacte en efficiënte circuits te maken, zodat EV-laadstations ook gerealiseerd kunnen worden in de vorm van relatief kleine apparaten, bv. in ondergrondse parkeergarages.

Vermogenssmoorspoelen

Het assortiment van Panasonic omvat ook componenten met AEC-Q200-certificering. Deze norm beschrijft de kenmerken van elektronische componenten die zijn goedgekeurd voor installatie in wegvoertuigen (hoewel dit niet verplicht is voor componenten die in EV-laadstations zijn geïnstalleerd).

De vereisten van de norm AEC-Q200 omvatten onder andere een positief resultaat in een aantal elektrische duurzaamheidstests, de mogelijkheid om langdurig in een vochtige omgeving te werken en voldoende mechanische bestendigheid (schokken, trillingen). De vermogenssmoorspoelen van Panasonic voldoen aan deze eisen. Het zijn SMD-componenten met inductanties van 330 nH tot 100 µH in SMD-behuizingen. De nominale maximale stroom voor deze componenten varieert van 1,7 A tot 56,7 A, terwijl de thermische tolerantie tussen -40°C en 150°C ligt. Dankzij deze eigenschappen kunt u ze gebruiken in voertuigelektronica en de belangrijkste circuits ervan, zoals filters (die bv. zorgen voor een ononderbroken en nauwkeurige uitlezing van sensorgegevens), DC/DC omzetters etc.

Microschakelaars SNAP ACTION

De microschakelaars uit de serie ABS zijn elementen van het type SNAP-ACTION, nl. gekenmerkt door een lage drukkracht, snel sluiten/openen van contacten en, in bepaalde gevallen, uitgerust met een hendel (soms met een roluiteinde) die toepassing van de schakelaar in een ongebruikelijke positie en als sensor vergemakkelijkt. In een EV-laadstation kan hiermee worden gedetecteerd op welk moment de stekker in de rustpositie wordt neergezet (bv. in de daarvoor bestemde sleuf), het moment dat de connector in het contact van het voertuig klikt, etc. Natuurlijk houdt niets u tegen om schakelaars te gebruiken om een gebruikersinterface te bouwen. Alle producten van de serie ABS zijn uitgerust met contacten in SPDT-configuratie. Hun uitgangen zijn uitgevoerd in de vorm van in de fabriek geïnstalleerde draden om op de kabel te solderen of als standaard THT-uitgangen (voor printplaten).

Het is ook vermeldenswaard dat de hele serie beschermingsklasse IP67 heeft. Dit betekent dat de microschakelaars volledig bestand zijn tegen stof, vocht en water, zelfs waterstralen. De contacten zijn niet alleen beschermd tegen regen – in de praktijk betekent dit dat de hele schakelaar (of beter gezegd het element waarin hij is geïnstalleerd) kan worden schoongemaakt met een hogedrukreiniger. Het is verder vermeldenswaard dat de contacten van de serie ABS vernikkeld, verzilverd of verguld zijn (afhankelijk van het model), waardoor ze bestand zijn tegen typische corrosieve stoffen en een langere levensduur hebben, die volgens Panasonic tot 5.000.000 cycli kan bedragen.

De tekst is opgesteld door Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.