고전압 보호 및 EMI 억제 솔루션으로 EV 충전 안전 강화

전기차(EV) 기술의 급속한 발전으로 충전 효율성과 에너지 밀도가 향상되면서 고전압 시스템이 전체 아키텍처의 중요한 핵심 요소가 되었습니다. 그러나 충전 전압과 전류 수준이 증가함에 따라 충전 시스템의 안전성과 전자기 호환성(EMC)은 더 심각한 도전에 직면하게 됩니다. 고전력 전송 중에 강력한 고전압 보호 메커니즘과 전자기 간섭(EMI) 억제 설계가 부족할 경우, 부품 손상, 통신 오류 또는 심지어 인적 위험으로 이어질 수 있습니다. 따라서 고전압 보호와 EMI 억제 기능을 결합한 솔루션을 개발하는 것이 EV 충전의 안정성과 안전성을 보장하기 위해 필수적입니다. 이 글에서는 자동차 충전 애플리케이션에 맞춘 YAGEO의 혁신적인 솔루션과 함께 주요 고전압 보호 전략 및 EMI 억제 기술을 탐구합니다.

전기차의 광범위한 채택에 중요한 요소는 편리한 충전소의 가용성으로, 이는 소비자의 구매 의도를 높여줍니다. EV 충전 시스템은 종종 수백에서 수천 볼트에 이르는 고전압 전력 전송을 포함합니다. 시스템의 안전성과 EMC 기준 준수를 보장하기 위해 고전압 보호 및 EMI 억제 솔루션이 필수적입니다. 고전압 보호 설계는 과전압, 과전류, 단락 회로 또는 절연 결함으로 인해 발생할 수 있는 장비 손상이나 개인적인 위험을 방지하는 것을 목표로 합니다. 충전 시스템의 고주파 스위칭 전원 공급 장치와 대전류 전송은 EMI를 발생시켜 차량 전자 장치와 통신 모듈에 간섭을 줄 수 있습니다.

충전소는 전류 유형에 따라 세 가지 수준으로 구분됩니다. Level 1은 AC <2KW를 사용하며 주거용 애플리케이션에 적합합니다. Level 2는 AC 3.9–19.2KW를 사용하며 실내 공공 장소를 위해 설계되었습니다. Level 3는 DC 24–300KW를 사용하며 공공 고전압 충전을 목적으로 합니다. EV 충전의 또 다른 신흥 트렌드는 무선 충전으로, 감전 위험을 제거하고 전력 전송 구성 요소를 줄이며 더 큰 편리함을 제공합니다.

EV 충전기의 설계 아키텍처는 주로 EMI 필터, 역률 보정(PFC), 변환기(AC-DC, DC-DC), 및 필터를 포함합니다. 추가적으로, 통신 모듈, 중앙 시스템 유닛, 전력 컨트롤러, 마이크로프로세서, 디스플레이가 통합되어 완전한 EV 충전 시스템을 형성할 수 있습니다. 충전 전압과 전력 수준이 상승함에 따라, 고속 충전 시설의 고전력 변환 회로에서 고전압 MLCC가 중요한 역할을 합니다.

DC-Link, 스너버, 디커플링, 공진 회로(LLC), EV 충전기의 공진 무선 전력 전송과 같은 애플리케이션에서 커패시터는 필수적입니다. 커패시터는 용량 밀도, 용량 온도 계수(TCC), 용량 전압 계수(VCC), 낮은 ESR, 낮은 인덕턴스(ESL), 높은 DC 전압(정격 전압), 높은 AC 전압(펄스), 높은 AC 전류(리플 전류), 고온 작동(≥125°C), 고주파 작동(>100kHz) 등 다양한 요구 사항을 충족해야 합니다. 고품질 커패시터만이 EV 충전기의 안전성과 운영 효율성을 보장할 수 있습니다.

YAGEO는 다양한 크기를 제공하는 고전압 NPO MLCC 시리즈를 제공하며, CC 상업용 고전압 애플리케이션을 지원하며 케이스 크기는 0805에서 2220까지, 전압 범위는 500V에서 3KV까지, 정전 용량 범위는 0.2pF에서 220nF까지입니다. AC 자동차용 고전압 애플리케이션의 경우 케이스 크기는 0805에서 1210까지, 전압 범위는 500V에서 2KV까지, 정전 용량 범위는 10pF에서 33nF까지입니다. NPO와 X7R 유전체 소재가 사용된 맞춤 사양을 제공하며, 가장 포괄적인 고전압 포트폴리오를 제공합니다.

YAGEO의 고전압 NPO MLCC 제품군은 1206 및 1210 케이스 크기로 630V를 지원하는 일반 종단 시리즈와 1210 케이스 크기로 1kV를 지원하는 제품이 포함됩니다. 이러한 MLCC는 소프트 종단, 최대 200°C까지의 높은 열 안정성, 90일의 생산 리드 타임 및 DC 정격 전압을 특징으로 합니다. 이 제품들은 높은 효율성, 열 안정성 및 신뢰성을 제공하여 산업용 전원 공급 장치, LLC 공진 회로, 충전소, 대체 에너지, 고출력 조명 및 서버 전원 공급 장치에 적합합니다.

YAGEO의 고전압 NPO MLCC는 향상된 절연 파괴 전압을 제공하여 전압 스파이크와 과도 전류로부터 보호성을 강화합니다. 이것은 고전압 애플리케이션에서 더 높은 안전 마진을 제공하고, 고장 위험을 줄이며, 제품 수명을 보장합니다. 낮은 온도 상승과 우수한 열 관리 기능으로 이 MLCC는 과열 위험을 최소화하고, 부품 수명을 연장하며, 고부하 작동 효율을 향상시킵니다. 내전극 지속성을 85%에서 93%로 증가시켜 신뢰성을 강화함으로써 스트레스 하에서도 안정적인 성능과 강한 저항성을 보장하며, 까다로운 환경에서도 뛰어난 신뢰성을 제공합니다.

YAGEO의 안전 콘덴서는 UL/TUV 인증을 받아 서지 보호 및 고주파 EMI 필터링을 지원합니다. 일반 단자형인 SC 타입과 소프트 단자형인 ST 타입으로 제공되며, 케이스 크기는 1808, 2211, 2220을 포함합니다. X1/Y2 및 X2 시리즈는 NPO 및 X7R 유전체 재료를 특징으로 하며, 250 VAC로 등급이 매겨지고 1,500 VAC를 견딜 수 있으며, 5,000V(X1/Y2)와 2,500V(X2)의 임펄스 전압을 버틸 수 있습니다. 정전 용량은 100pF에서 5.6nF까지 다양하며, 생산 리드 타임은 90일입니다.

Pulse는 YAGEO Group의 한 부서로, EV 충전기를 위한 일련의 이더넷 자기 부품을 제공합니다. 여기에는 개별 LAN 변압기, 통합 커넥터 모듈(ICM), 신호 레벨 공통 모드 초크(CMC), 통신 커넥터(RJ45/RJ11, USB, 광섬유 케이지) 및 BMS 자기 부품이 포함됩니다. 이러한 제품은 산업 및 에너지, 운송, 통신과 같은 시장에 제공됩니다.

EV 충전소를 위해 YAGEO는 CAN Class I, II 및 CAN-FD Class I 속도 요구 조건을 충족하는 CAN 공통 모드 초크를 제공합니다. 유도값은 11µH에서 100µH까지 제공되며, 패키지 크기는 1812 및 1210입니다. 작동 온도 범위는 -40°C에서 125°C입니다.

ICM 제품의 경우, YAGEO는 JXD2 및 JXD7-06 시리즈를 출시합니다. JXD2 시리즈는 상단 입력 개구부를 갖춘 1x1 구조를 특징으로 하며, 10/100에서 1 Gigabit 속도를 지원하고 전압/전류 IC 구동, GY, GY/GY, 또는 GO/Y (맞춤형) LED를 지원합니다. EMI 스프링이 없으며, 웨이브/리플로우 솔더링을 제공합니다. JXD7-06 시리즈는 상단 탭 있는 1x1 구조를 포함하며, PoE를 지원하고, 할로겐 프리이며, 10/100에서 2.5 Gigabit 속도를 수용합니다. 또한 전압/전류 IC 구동, GY, GY/GY, 또는 GO/Y (맞춤형) LED를 지원하고, 선택적으로 EMI 스프링을 제공하며, 웨이브/리플로우 솔더링을 제공합니다.

YAGEO의 RJ-45 커넥터는 EV 충전소를 위해 설계되었으며 PCB 공간 효율성을 높이기 위해 컴팩트한 구조를 제공합니다. 1x1 구조는 Ethernet 100/1000 또는 RS232/485를 지원하며, 양색 LED로 작동 모드를 표시합니다. 견고한 설계는 -40°C에서 85°C까지의 온도에서 작동합니다.

YAGEO의 SMT 전력선 통신 부품인 BM6154NL은 3–30MHz의 광대역 주파수 응답을 제공하며, -40°C에서 125°C까지의 산업 및 자동차 온도 범위를 지원합니다. 이 제품의 턴 비율은 다양한 PLC 칩셋에 적합하며, 250V 전원 공급을 위한 IEC-62368을 준수하고 자동차 응용을 위한 AEC-Q200을 충족하며, ISO/IATF16949 및 PPAP 설계에 맞게 조정될 수 있습니다.

YAGEO의 MSA 제품군에는 EMI 코어가 포함되어 있습니다. B-20 시리즈는 비분리형 페라이트 비드를 특징으로 하며, 컴팩트한 크기로 PCBA 부품의 핀에 사용하기 적합하며, 넓은 주파수 대역과 베어/코팅 유형으로 제공되며 150KHz에서 600MHz의 주파수에 적합합니다. ESD-R/ESD-R-SR/ESD-R-H/ESD-R-B 시리즈는 다양한 크기의 케이블 및 전원선에 사용되는 비분리형 페라이트 코어를 사용하며, 베어/코팅/케이스 유형으로 제공되며 250KHz에서 600MHz에 이르는 주파수를 커버합니다.

ESD-SR/ESD-SR-H/ESD-SR-HL 시리즈는 10MHz에서 600MHz까지의 고주파 응용 분야에 적합하며, 다양한 크기의 케이블 및 전원 라인에 적합한 분리형 페라이트 코어를 사용합니다. ESD-R-NC23 시리즈는 나노크리스탈린 소재를 사용하며, 비분리형 타입으로 넓은 주파수 응용 분야와 초대형 크기를 지원하며, 저주파 성능(150KHz–600MHz)이 우수합니다. ESD-SR-M 시리즈는 고-µ(5H) 소재의 분리형 페라이트 코어를 특징으로 하며, 우수한 저주파 성능(150KHz–10MHz)과 대형 치수를 제공합니다.

YAGEO의 금속 복합 전력 인덕터 - MPX 시리즈 -는 고전류 응용 분야를 위해 금속 전력 재료를 사용하며, 우수한 EMI 성능, 고온 안정성 및 높은 자기 포화를 제공합니다. 이는 2–90A의 정격 전류, 0.1–100µH의 인덕턴스 및 0.48–341.2mΩ의 DC 저항(RDC)을 지원합니다.

YAGEO의 유연한 억제기는 휴대용 장치용으로 얇고 유연한 재질을 사용하여 시트 또는 롤 형태로 제공됩니다. 이 억제기는 적용 가능한 분야가 거의 무제한이며, 설치가 빠르고, 쉽게 원하는 모양으로 절단할 수 있으며, RoHS를 준수하고, 할로겐을 포함하지 않습니다. AEC-Q200 (FF1 및 EFF4)에 적합하며 SHF 밴드(EFS)에서 사용 가능하며 근접 장에서의 노이즈 억제에 탁월하며, 차폐 케이스의 제한 사항을 보완합니다. PCB 회로, FPC, 칩 패키지 또는 차폐 케이스 내부와 같은 좁은 공간에 적합하며 FM 라디오, 디지털 TV, LTE, GPS, Wi-Fi, Bluetooth, 광 트랜시버와 같은 일반적인 주파수 대역을 커버합니다. EFF4(AECQ-200), FF1(AECQ-200), EFW, EFX6, FX5, FW5 시리즈는 10MHz–2GHz에서 가장 효과적이며, EFG2, EFG3, FG1, FG2 시리즈는 2GHz–5GHz를 커버하며, EFS 및 FS1 시리즈는 5GHz–50GHz를 범위로 합니다.

EV 시장이 빠르게 확장되면서 충전 시스템의 안전성과 안정성이 중요한 설계 우선 순위가 되었습니다. 견고한 고전압 보호 조치는 과전압, 과전류, 절연 결함과 같은 위험을 효과적으로 완화하며, 고급 EMI 억제 기술은 통신, 제어 시스템 및 기타 전자 부품에 대한 전자기 간섭을 크게 줄여줍니다. 부품 선택, 회로 설계 및 시스템 통합을 고려하여 신뢰성과 EMC를 결합한 충전 솔루션을 개발하는 것이 EV 충전 안전성을 향상시키는 핵심입니다. 이 기사에서 YAGEO가 소개한 고전압 보호 및 EMI 억제 제품 라인은 전기차 충전 환경을 더욱 견고하고 안전하게 만드는 데 기여합니다.