Elektrifikácia, automatizácia a rast výkonu zásadne menia požiadavky na elektroniku v dopravných aplikáciách. Elektrobicykle, vozidlá AGV, automobilové systémy, železničná technika aj poľnohospodárske stroje dnes pracujú s vyššími prúdmi, vyššími napätiami a v náročnejších prevádzkových podmienkach než kedykoľvek predtým. V takýchto aplikáciách už nerozhodujú len aktívne prvky, ale predovšetkým kvalita pasívnych komponentov, ktoré určujú spoľahlivosť, tepelné správanie, elektromagnetickú kompatibilitu aj celkové rozmery obvodu.
Využitím najmodernejšej technológie komponentov LCR spoločnosti Panasonic je dnes možné navrhovať výkonové obvody s menším počtom súčiastok, vyššou účinnosťou a dlhšou životnosťou. Kondenzátory, tlmivky a rezistory tejto značky umožňujú konštruktérom riešiť problémy, ktoré pri rastúcich výkonoch a miniaturizácii klasické prvky už nedokážu spoľahlivo zvládnuť.
Hybridné kondenzátory: keď elektrolytické a polymérové riešenia nestačia
Typický menič elektrobicykla dnes pracuje s výkonom niekoľkých kilowattov pri napätí 48 až 60 V. V takýchto podmienkach musia DC-link kondenzátory zvládať vysoký zvlnený prúd, teploty až 125 °C a zároveň si zachovať dlhodobú spoľahlivosť. Tradičné elektrolytické kondenzátory vyžadujú paralelné radenie viacerých kusov, čím rastie plocha PCB aj počet potenciálnych porúch. Polymérové riešenia síce zvládajú vysoké prúdy, no ich poruchový režim môže viesť ku skratu.
Práve tu nachádzajú uplatnenie hybridné kondenzátory Panasonic, ktoré kombinujú výhody oboch technológií. Vyznačujú sa veľmi nízkym ESR, až 4,5-násobne vyšším prípustným zvlneným prúdom než klasické elektrolyty a dvojnásobnou životnosťou pri 125 °C. Zároveň si zachovávajú bezpečný otvorený režim pri poruche, čo je zásadné pre automobilové a priemyselné normy.
V praxi to znamená, že v meničoch s výkonom okolo 6 kW možno znížiť počet kondenzátorov približne o tretinu, zmenšiť rozmery dosky plošných spojov a dosiahnuť lepšie tepelné parametre. Rovnaký efekt sa prejavuje aj v automobilových aplikáciách, ako sú elektrické posilňovače riadenia, chladiace ventilátory či DC-DC meniče palubných nabíjačiek.
MC Core tlmivky: riešenie pre EMC, teplo a miniaturizáciu
S rastúcimi spínacími frekvenciami a výkonmi sa výrazne prejavuje problém elektromagnetického rušenia a nasýtenia feritových tlmiviek. Panasonic tento limit rieši patentovanou konštrukciou kovovo-kompozitného jadra, ktoré sa používa vo výkonových tlmivkách Panasonic.
Tieto tlmivky dosahujú saturačné prúdy až do 103 A pri veľmi kompaktných rozmeroch, pričom sa vyznačujú nízkym rozptylovým magnetickým tokom. Výsledkom je jednoduchšie splnenie EMC požiadaviek a stabilná indukčnosť bez tvrdého nasýtenia v celom teplotnom rozsahu. V batériových systémoch a BMS doskách tak možno dosiahnuť výrazné zmenšenie plochy aj objemu riešenia pri zachovaní výkonovej rezervy a tepelnej stability.
Rezistory Panasonic: presnosť merania a odolnosť v náročných podmienkach
V dopravných aplikáciách zohrávajú dôležitú úlohu aj rezistory, najmä pri meraní napätia, meraní prúdu, riadení hradiel tranzistorov a v prostredí so zvýšenou vlhkosťou či obsahom síry. Špecializované SMD rezistory Panasonic sú navrhnuté práve pre tieto úlohy.
Séria ERA umožňuje veľmi presné meranie napätia v BMS vďaka tolerancii ±0,1 % a nízkemu TCR. Vysokonapäťové série ERA8P a ERJPM8 umožňujú pracovať s napätiami až do 500 V, čím výrazne znižujú počet prvkov v napäťových deličoch a plochu PCB. Rezistory ERJB/D a ERJ*BW s nízkym odporom a špeciálnou konštrukciou lepšie rozkladajú tepelné zaťaženie pri meraní vysokých prúdov. V aplikáciách AGV a poľnohospodárskej techniky sú kľúčové série ERJU/ERJS, ktoré odolávajú sulfidácii a vlhkosti bez potreby dodatočnej ochrany dosky.
Menej komponentov ako cesta k vyššej spoľahlivosti
Spoločným menovateľom všetkých uvedených riešení je systematické znižovanie počtu súčiastok pri súčasnom zvyšovaní výkonu a spoľahlivosti. Menší počet komponentov znamená menšiu plochu PCB, nižšie tepelné namáhanie, jednoduchšie splnenie EMC požiadaviek a dlhšiu životnosť zariadenia. Pasívne prvky Panasonic tak dnes netvoria len doplnok návrhu, ale jeho základ – najmä v oblastiach, kde sa stretáva vysoký výkon, miniaturizácia a náročné prevádzkové podmienky.
Riešenia Panasonic v TME pre modernú mobilitu
Portfólio Panasonic dostupné v TME pokrýva potreby elektrobicyklov a AGV vozidiel s napätiami 48–60 V, automobilových systémov ako EPS, OBC či meniče, batériových BMS systémov aj aplikácií pracujúcich v náročnom vonkajšom prostredí. Pre konštruktérov výkonovej elektroniky to znamená možnosť navrhovať kompaktnejšie, výkonnejšie a dlhodobo spoľahlivé riešenia s optimalizovanými nákladmi na PCB aj montáž.
Zhrnutie
Spoločnosť Panasonic dlhodobo rozvíja svoje portfólio pasívnych komponentov s dôrazom na potreby dopravného sektora, kde sa stretáva vysoký výkon, miniaturizácia a náročné prevádzkové podmienky. Jej riešenia podporujú elektrifikáciu a automatizáciu vozidiel a umožňujú konštruktérom navrhovať spoľahlivejšie, efektívnejšie a kompaktnejšie elektronické systémy. Výsledkom je bezpečnejšia, technicky vyspelejšia a nákladovo optimalizovaná mobilita pripravená na požiadavky súčasnej aj budúcej dopravy.
Zdroj: TME
