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Componentes inductivos en la electrificación de coches

Eurofach Electrónica27/04/2009

Las tendencias en los nuevos desarrollos de los vehículos del futuro, suponen la integración de nuevos elementos eléctricos: baterías, convertidores de energía y motores eléctricos son los nuevos componentes que transformarán completamente el funcionamiento de los coches de hoy en día . Con estos novedosos circuitos eléctricos situados en el interior de los vehículos, el cumplimiento de la normativa de compatibilidad electromagnética y de aislamiento juega un papel muy importante.

Para alimentar toda la electrónica auxiliar del interior de los vehículos mild-hybrids se utilizan convertidores DC/DC de 1.5kW a 3kW. Este convertidor tiene que aislar los 14 VDC de voltaje de salida de las baterías de 400V para proteger a los usuarios de las descargas eléctricas que se puedan producir. El elemento clave para esta tarea es el transformador de alta potencia. El transformador debe soportar 3000 V de nivel de aislamiento durante un minuto. Además, la corriente que atraviesa el dispositivo es muy elevada, de los 90A a los 200A, con el requerimiento de unas pérdidas de potencia mínimas, no más de 30W.

La serie HPT ha sido desarrollada pensando en estos objetivos para un convertidor dc-dc auxiliar que alimenta toda la electrónica del vehículo. Con una altura de sólo 33mm y una tecnología de encapsulado que asegura el mayor aislamiento (mayor a 5kV), el transformador HPT tiene una eficiencia muy alta (99%). Comparado con la eficicencia de un transformador contruido con métodos clásicos de bobinado, esto supone un 20% menos de gasto en gasolina por año durante la vida media de un coche.

En las instalaciones micro-hybrid o sistemas start/stop, un convertidor dc-dc de menor tamaño utiliza la energía procedente de las baterias (14V) para cargar el supercondensador y alimentar el motor eléctrico integrado en la correa de transmisión. El sistema para el motor de combustión automáticamente en los semáforos o paradas cortas del vehículo, reduciendo de esta manera el consumo de combustible y las emisiones de CO2. El rango de potencia del convertiddor es de hasta 750W (12V / 65Amp), empleando diferentes tipologías (boost, buck, cuk, push-pull, etc).

Este convertidor tiene unos requerimientos muy altos de compatibilidad electromagnética. Debido a la alta frecuencia de operación (mayor a 200kHz), no debe generarse ningún ruido eléctrico hacia el vehículo, para proteger al resto de la electrónica de las alteraciones e interferencia que afectan a la seguridad. Por tanto, es necesario incluir inductores de alta potencia en la salida del convertidor para filtrar los harmónicos de la frecuencia de funcionamiento. El valor de inductancia requerido es de 1 a 4uH con unos niveles de saturación de hasta 70 Amps.

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