TDK Electronics · TDK Europe

MKP DC Resin Top HT 105 °C

Zuverlässige Performance bei Anwendungen mit hohen Temperaturen und hohen Strömen

 Intro Pic

TDK erweitert sein Produktportfolio an Leistungskondensatoren mit Harzdeckel (Resin-Top). Die Standardserie MKP DC, B25690, erfüllt die Anforderungen der nächsten Generation von Umrichtern und zeichnet sich durch niedrige Teilentladungswerte und hohe Zünd- und Verlöschspannungen aus. Außerdem erfüllt sie die Anforderungen an die Beständigkeit gegen hohe Luftfeuchtigkeit gemäß IEC 61071 (1,3*VR, bei +85 °C / 85% RH / 500 Stunden). Ergänzt wird diese Produktlinie nun durch eine neue Serie, die speziell für höhere Temperaturen ausgelegt ist, denn die Serie MKP DC HT B25695 erlaubt eine Hot-Spot-Temperatur von bis zu +105 °C. Daher kann diese neue Serie höhere Brummströme führen und/oder in Anwendungen mit höheren Umgebungstemperaturen eingesetzt werden.


Merkmale und Vorteile

Eigenschaften

  • DC-Link-Spannungen von 700 V bis 1300 V
  • Hohe Stromdichte
  • Kein Strom-Derating bis zu +70 °C
  • IEC 61071-2017, GB/T 17702-2021, RoHS

Vorteile

  • Hotspot-Temperatur von bis zu +105 °C 
  • ANSYS™-Simulationsmodelle verfügbar
  • Lange Gebrauchsdauer
    • Die Gebrauchsdauer bei +85 °C am Hotspot beträgt 50 000 h
    • Die Gebrauchsdauer bei +70 °C am Hotspot beträgt 190 000 h

Resin Top HT löst Designprobleme

Nehmen wir einige Kundenanforderungen als Beispiel:

  • Betriebsbedingungen: Tamb = +65 °C
  • Gesamtkapazitätswert des Zwischenkreises: 6,5 bis 7 mF
  • Stromstärke insgesamt: 545 A
  • Spannung: 800 V DC 

Unter Berücksichtigung dieser Anforderungen genügen neun oder zehn Kondensatoren mit jeweils 730 µF / 900 V und Abmessungen von jeweils 85 x 176 x 182 mm.

Dafür gibt es zwei Typen: Der B25690A0737K901 aus der Standard-Serie und der B25695E0737K901 aus der Hochtemperatur-Serie.

Gemäß den Parametern von B25695E0737K901:  
ESR = 1,3 mΩ / Rth = 4,2 K/W  


Beispiel 1: Vergleich auf der Grundlage einer Gebrauchsdauer von 170 000 Stunden

Bei Verwendung von zehn Kondensatoren jedes Typs teilt sich der Strom idealerweise zu 54,5 A pro Bauelement auf.

  • Eigenerwärmung des Kondensators: ΔT= (54,5 A)² ∙ 1,3 mΩ ∙ 4,2 K/W = 16,2 K
  • B25690A0737K901
    • Hotspot-Temperatur: Tamb + ΔT = +65 °C + 16,2 K = +81,2 °C
    • Spannungsverhältnis: 800 V / 900 V = 0,89
    • Nutzungsdauer: 134 000 Stunden

 B256950 Life time curve

  • B25695E0737K901
    • Hotspot-Temperatur: Tamb + ΔT = +65 °C + 16,2 K = +81,2 °C
    • Spannungsverhältnis: 800 V / 900 V =0,89
    • Nutzungsdauer: 175 000 Stunden

 B25695E Life time curve

Nur die MKP DC HT (B25695) erfüllt die Kundenspezifikation von 170 000 Stunden.

Beispiel 2: Vergleich auf der Grundlage einer Gebrauchsdauer von 125 000 Stunden mit dem Ziel, Platz zu sparen

  • Verwendung des B25690:
    • Es werden zehn parallel geschaltete Bauelemente des B25690A0737K901 benötigt (Strom pro Kondensator = 54,5 A)
    • Eigenerwärmung des Kondensators: ΔT = (54,5 A)² ∙ 1,3 mΩ ∙ 4,2 K/W = 16,2 K
    • Hotspot-Temperatur: Tamb + ΔT = +65 °C + 16,2 K = +81,2 °C
    • Spannungsverhältnis: 800 V / 900 V = 0,89
    • Nutzungsdauer: 134 000 Stunden 
  • Verwendung des B25695:
    • Es werden neun parallel geschaltete Bauelemente des B25695E0737K901 benötigt (Strom pro Kondensator = 60,5  A)
    • Eigenerwärmung des Kondensators: ΔT = (60,5 A)² ∙ 1,3 mΩ ∙ 4,2 K/W = 20 K
    • Hotspot-Temperatur: +65 °C + 20 K = +85 °C
    • Spannungsverhältnis: 800 V / 900 V = 0,89
    • Nutzungsdauer: 128 000 Stunden

Die MKP DC HT (B25695) erfüllt die Kundenspezifikation von 125 000 Stunden, indem mit diesem neun Stück ausreichen statt der zehn Stück beim B25690.

Dank der Serie B25695 fällt der Zwischenkreis kleiner und leichter aus. Bei einer Betriebsspannung von 800 V anstelle der Nennspannung von 900 V kann der B25695 mit 74,1 A belastet werden, da +95 °C zulässig sind, was unter Berücksichtigung des Deratings 36% mehr Strom bedeutet. Unter diesen Worst-Case-Bedingungen könnte sie etwa 10 000 Stunden lang betrieben werden.

Überlegungen

Was ist die beste Wahl für hohe Temperaturen und längere Gebrauchsdauer?

Es gibt durchaus Anwendungen, bei denen die Umgebungstemperatur +85 °C erreichen kann. Solche Anwendungen, wie z. B. Umrichter für den Schienenverkehr oder für Kompressoren, ist es üblich, mit einer Eigenerwärmung im Bereich von 10 K rechnen. In solchen Fällen kann der MKD DC HT, B25695, die richtige Lösung sein, weil er zusätzlichen Spielraum bietet.

Kann diese Serie mit SiC-Halbleitern bei hohen Frequenzen verwendet werden?

Das hängt vom Stromprofil des Kunden ab. Für die meisten Typen haben wir ESR/Frequenz-Diagramme verfügbar. Bitte fordern Sie diese an, bevor Sie ein Design starten. Sonderausführungen für den Fall, dass der im Datenblatt angegebene Kondensatorbereich die Anforderungen nicht erfüllt, sind auf Anfrage erhältlich.


Datenblätter

PDF Typ Anwendung Bauart Anzahl der Phasen Nennkapazität (µF)
B25695E DC link,  Drives MKP DC HT 1 95 - 3400

Sie können bis zu 20 Dateien gesammelt als zip-Datei herunter laden. Markieren Sie dazu die gewünschten Dateien und klicken Sie auf Download unter der Liste.


Präsentation

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