Relè da 1500 V per circuiti di pre-carica nella ricarica dei veicoli elettrici

Le architetture in corrente continua ad alta tensione stanno diventando sempre più comuni negli impianti di accumulo energetico e nei sistemi di ricarica per veicoli elettrici. In questi sistemi, la pre-carica controllata dei condensatori del DC-link protegge l’elettronica di potenza dalle correnti di spunto. Di conseguenza, cresce la necessità di dispositivi di commutazione compatti in grado di svolgere queste funzioni e allo stesso tempo di integrarsi direttamente su schede elettroniche. In questo contesto, OMRON Electronic Components ha introdotto il relè G9KJ, progettato come alternativa montata su PCB ai contattori per circuiti di pre-carica operanti fino a 1500 V DC.

Commutazione di pre-carica nei sistemi di potenza ad alta tensione
Nei sistemi di elettronica di potenza utilizzati nei sistemi di accumulo di energia (ESS) e nelle apparecchiature di ricarica rapida per veicoli elettrici, i circuiti di pre-carica limitano l’aumento iniziale della corrente quando i condensatori del DC-link vengono energizzati. Senza una carica controllata, elevate correnti di spunto possono sollecitare componenti come il contattore principale, il condensatore del DC-link e i circuiti di protezione.

Il relè G9KJ è progettato per funzionare come interruttore di controllo della pre-carica in questi circuiti. All’avvio del sistema, il relè indirizza la corrente attraverso un percorso ad alta resistenza, caricando gradualmente i condensatori prima che venga attivato il percorso principale di corrente. Questa sequenza riduce lo stress elettrico sui principali componenti di commutazione e aiuta a prevenire riavvii indesiderati del sistema o l’attivazione dei meccanismi di protezione.

Il relè supporta una corrente di inserzione di 25 A e una corrente di mantenimento di 5 A (0 A di interruzione) ed è specificato per tensioni del DC-link fino a 1500 VDC.

Design compatto del relè per integrazione su PCB
La commutazione ad alta tensione nei circuiti di pre-carica si basa spesso su contattori meccanici, che occupano più spazio e richiedono cablaggi o strutture di montaggio aggiuntive. Il relè G9KJ offre un’alternativa con montaggio diretto su PCB, che può essere integrata direttamente negli assemblaggi di elettronica di potenza.

Il relè misura 37,2 mm × 25,5 mm × 17 mm e utilizza una configurazione Type 1A (SPST-NO). Il montaggio diretto su PCB può semplificare l’assemblaggio del sistema e ridurre la complessità del cablaggio rispetto ai contattori esterni.

Le caratteristiche elettriche includono una resistenza di contatto massima di 100 mΩ e un consumo della bobina di 530 mW, parametri progettati per supportare un funzionamento efficiente negli stadi di commutazione ad alta tensione.

Infrastrutture energetiche con tensioni sempre più elevate
La domanda di componenti di commutazione ad alta tensione è in aumento poiché sia le infrastrutture elettriche sia i sistemi di mobilità elettrica stanno passando a tensioni operative più elevate.

Nei sistemi di accumulo energetico collegati alla rete, tensioni comprese tra 600 V e 1000 V sono comunemente utilizzate per supportare sistemi di batterie ad alta capacità che stabilizzano la generazione di energia rinnovabile. Allo stesso tempo, i veicoli elettrici stanno evolvendo verso architetture di batteria da 800 V a 1500 V, per consentire una ricarica più rapida, ridurre i livelli di corrente e migliorare l’efficienza complessiva del sistema di trazione.

I circuiti di pre-carica sono un elemento necessario in questi stadi di potenza ad alta tensione, poiché proteggono condensatori e dispositivi di commutazione durante l’avvio del sistema.

Opzione di relè per la progettazione di circuiti di pre-carica ad alta tensione
Fornendo un relè specificamente classificato per condizioni di commutazione di pre-carica, il G9KJ offre un’alternativa ai componenti ad alta tensione di uso generale. Il dispositivo è progettato per aiutare i progettisti a definire circuiti di pre-carica con caratteristiche elettriche appropriate, bilanciando al contempo dimensioni del sistema, costi e affidabilità.

Le applicazioni includono sistemi di accumulo energetico a batteria, infrastrutture di ricarica rapida per veicoli elettrici e altre piattaforme di elettronica di potenza in corrente continua ad alta tensione, dove è richiesta una carica controllata dei condensatori prima che venga attivato il percorso principale di potenza.

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