ModCap – das neue modulare Kondensatorkonzept

ModCap wurde zur Verringerung der Streuinduktivität ausgelegt; die gesamte Produktserie erzielt Werte unter 14 nH. Durch ihr Design können die Kondensatoren sehr nah an den IGBT-Modulen verbaut werden, was sehr geringe Leitungslängen ermöglicht. Dadurch wird beim Abschalten des Stroms eine große Spannungsüberhöhung an den IGBT-Modulen vermieden, wodurch in der Regel keine Snubber-Kondensatoren erforderlich sind.

ModCap ist das Ergebnis langjähriger Erfahrung bei der Entwicklung harzgefüllter  Kondensatoren. Die spezielle Metallisierung der Folien maximiert die Selbstheilfähigkeit und hält gleichzeitig hohen Stromdichten stand, wodurch Verluste reduziert werden. Die Kondensator-Abmessungen wurden für aktuelle und künftige IGBT-Leistungsmodule ausgelegt, um den Platzbedarf der DC-Link-Einheit bezüglich Abmessungen und Leistung zu optimieren.

Die Hauptvorteile eines modularen Kondensatorkonzepts sind verringertes Volumen, geringe Kosten, eine standardisierte Ausführung, geringe Streuinduktivität und eine hohe Strom- und Energiedichte. Zusätzlich ermöglicht ModCap durch sein neuartiges mechanisches Design, das auf vorhandene SiC/IGBT-Leistungsmodule abgestimmt ist, die Plug-and-Play-Philosophie.

Als Standardprodukt erfüllt ModCap die meisten Industrienormen: EN 45545-2, IEC 61071, IEC61881-1, UL und viele mehr. Kunden erhalten somit ein vollständig validiertes Produkt mit allen erforderlichen Dokumenten.

Auch wenn es sich bei ModCap um Standardausführungen handelt, kann TDK damit maßgeschneiderte Lösungen anbieten. Dank des umfangreichen Typenspektrums und technischen Supports, SPICE-Modellen und elektromagnetischen und thermischen FEA-Simulationen, ist TDK in der Lage, hervorragende Lösungen für kundenspezifische Anforderungen zu liefern.

Eine Hotspot-Temperatur von bis zu 90 °C im Betrieb ist dank hochkristallinem BOPP und feinjustierten, automatisierten Prozessparametern möglich. Zudem werden deutlich bessere Selbstheilungseigenschaften erreicht.

Für eine präzise Wärmeverteilung im Kondensator bietet TDK zudem FEA-Simulationen, die auf Ihre spezifischen elektrischen und mechanischen Bedingungen abgestimmt sind. TDK kann ModCap in Kunden-Setup simulieren und dabei nicht nur die elektrischen Bedingungen berücksichtigen, sondern auch alle anderen Aspekte, die einen Einfluss haben können, wie etwa externe elektromagnetische Störungen, das Kühlsystem, die mechanische Baugruppe usw.

Alle Materialien, die in Schienenfahrzeugen für den Personentransport eingesetzt werden, müssen die Norm EN45545-2 erfüllen, um das höchste Maß an Sicherheit im Brandfall zu erreichen. Schienenfahrzeuge werden gemäß der für ihre Konstruktion und ihren Betrieb geltenden Gefährdungsstufe klassifiziert.

Die drei Gefährdungsstufen sind: HL1, HL2 und HL3, wobei HL1 die geringsten und HL3 die höchsten Anforderungen stellt. ModCap, die neue modulare Standardreihe, erfüllt die hohen Anforderungen der Norm EN45545-2 für den Brandschutz in Schienenfahrzeugen und erfüllt die Gefährdungsstufen bis HL3 mit Hinblick auf Leistungskondensatoren (R22, R23 und/oder R24).

Darum kann ModCap auch in Schlafwagen eingesetzt werden, die auf Strecken mit langen Tunneln eingesetzt werden, oder in U-Bahnen.

Basis für den den Einsatz bei hohen Oberschwingungen ist die innere mechanische Konstruktion des ModCap, also die gleichmäßige Verteilung der eingesetzten Flachwickel sowie deren kurze Anbindung. Außerdem können durch den Einsatz spezieller FAE-Software externe und selbstinduzierte elektromagnetische Felder erkannt werden und entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden. Zusätzlich unterstützt TDK seine Kunden bei der Gestaltung der mechanischen Schnittstelle zum Kondensator.