En una aplicación de cargador, la retención no supone un problema.
El tamaño del condensador DC-link se basa en su capacidad para generar la corriente de rizado de alta frecuencia para la fase CC-CC y disipar la corriente de rizado de la fase PFC. El aumento de temperatura y la tensión de rizado total también serán otros aspectos importantes.
El componente más adecuado se determina por la resistencia serie equivalente (ESR) y la inductancia serie equivalente (ESL) del condensador, así como por su capacidad. Aunque no resulta necesaria una capacidad alta para la retención, sigue siendo habitual seleccionar condensadores electrolíticos de aluminio.
A menudo, los ingenieros utilizarán condensadores grandes en paralelo para lograr los valores de ESR y ESL deseados. A causa del tamaño de los condensadores, puede ser más difícil mantener baja la resistencia total de la conexión con una buena distribución de la corriente de rizado entre los componentes pasivos.
La impedancia total de un condensador electrolítico de aluminio normalmente alcanzará su mínimo a unos 10 kHz, un valor que es consecuencia de la capacidad, la ESL y la variación en la ESR. Esta frecuencia baja no es una buena combinación cuando se emplean dispositivos WBG, que conmutan mejor a varios cientos de kHz. La ESR de los condensadores electrolíticos de aluminio también crece considerablemente con temperaturas bajas, lo que podría ser problemático en el arranque, en especial en una aplicación de cargador de batería al aire libre. En el otro extremo, +105 °C suele ser la temperatura máxima que soporta un condensador electrolítico de aluminio.
Al buscar una alternativa a los condensadores electrolíticos de aluminio, se puede echar un vistazo a los condensadores cerámicos multicapa (MLCC) y de película. Los MLCC tienen ESR y ESL bajas, por lo que el punto de impedancia baja se sitúa a una frecuencia superior que, a su vez, resulta más adecuada cuando se usan dispositivos WBG. Los MLCC también ofrecen una vida útil más larga que los electrolíticos, quizá unas diez veces más bajo que las mismas condiciones operativas.
Ahora es habitual ver condensadores de película utilizados en la posición del enlace de CC. Estos modelos de película se encuentran disponibles para rendir con tensiones elevadas y una temperatura de, al menos, +135 °C. El formato “caja” de montaje de PCB usado para los MLCC hace que sean fáciles de montar con una buena densidad de empaquetado. También pueden “autocurarse” después de un estrés por sobretensión, a diferencia de los condensadores electrolíticos de aluminio.
Sin embargo, los MLCC son relativamente más costosos y tienen una menor capacidad por encapsulado. Lograr una capacidad alta requiere el uso de muchos condensadores en paralelo. Algunos MLCC son frágiles y susceptibles a sufrir una flexión del sustrato. No obstante, ya se encuentran disponibles otros modelos, diseñados específicamente para aplicaciones DC-link, con marcos metálicos alrededor de los componentes pasivos en paralelo. Esto facilita el ensamblaje y dota de flexibilidad mecánica a las terminaciones.
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