TDK erweitert ultrakompakte Snap-in-Kondensatoren mit 500-V-Nennspannung für KI-Server

Die TDK Corporation hat ihr Portfolio an ultrakompakten Snap-in-Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren erweitert und die Spannungsgrenzwerte auf 500 V Gleichspannung (DC) angehoben. Dies unterstützt die Leistungswandlung mit hoher Leistungsdichte in Netzteilen für KI-Server, industriellen Schaltnetzteilen, unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) und Photovoltaik-Wechselrichtern.

Erhöhte Nennspannungen für die Leistungswandlung mit hoher Leistungsdichte
Moderne Rechenzentren für künstliche Intelligenz benötigen Netzteile, die einen dauerhaften Hochlastbetrieb bei minimalem Platzbedarf gewährleisten können. Durch die Anhebung der Nennbetriebsspannung auf 500 V DC können Entwickler Zwischenkreisstufen (DC-Link) bei höheren Busspannungen betreiben. Dieser Ansatz verringert den zirkulierenden Gesamtstrom, minimiert ohmsche Verluste über die Wandlungsstufen hinweg und ermöglicht höhere Leistungsdichten, ohne dass zusätzliche in Reihe geschaltete Komponenten erforderlich sind.

Mechanische Abmessungen und Kapazitätswerte
Das erweiterte Portfolio umfasst die Serien B43645, B43657, B43658, B43659, B43660 und B43661. Innerhalb dieser Baureihen reichen die Kapazitätswerte von 80 Mikrofarad bis 2060 Mikrofarad. Die Gehäuseabmessungen weisen Außendurchmesser zwischen 22 Millimetern und 35 Millimetern auf, bei Gesamtlängen von 25 Millimetern bis 100 Millimetern. Diese breite Abmessungsmatrix ermöglicht Hardware-Entwicklern eine maximale Effizienz beim Leiterplatten-Layout in unterschiedlichsten Rack-Mount- und geschlossenen Netzteilgehäusen.

Thermische Belastbarkeit und elektrische Leistungsfähigkeit
Anhaltender thermischer Stress in stark ausgelasteten Netzteilen erfordert Bauteile, die einer Alterung über längere Betriebszeiten hinweg standhalten. Die 500-Volt-Snap-in-Komponenten bieten eine Nennlebensdauer von bis zu 5.000 Stunden bei einer Umgebungstemperatur von 105 Grad Celsius. In puncto Stromtragfähigkeit bewältigen die Komponenten Rippleströme von bis zu 5,39 Ampere. Der mechanische Aufbau umfasst ein Aluminiumgehäuse, das durch eine PET-Schrumpffolie (Polyethylenterephthalat) isoliert ist, ein integriertes Überdruckventil zur sicheren Entlüftung interner Gase im Fehlerfall sowie Snap-in-Pin-Konfigurationen im Standard-Zwei-Pin-Design oder als Drei-Pin-Variante zur Vermeidung von Verpolungsfehlern bei der Leiterplattenbestückung. Die mechanische Robustheit ist durch Vibrationsfestigkeitsprüfungen gemäß IEC 60068-2-6 zertifiziert; zudem entsprechen alle Ausführungen der RoHS-Richtlinie (Restriction of Hazardous Substances). Anwendungsspezifische thermische und lastabhängige Berechnungen können mit dem browserbasierten Analysetool AlCap des Herstellers simuliert werden, um die Lebensdauer unter kundenspezifischen Profilen zu ermitteln.

Zusätzlicher Kontext:
Dieser Abschnitt beschreibt technische Spezifikationen und Wettbewerbsvergleiche, die nicht in der ursprünglichen Produktankündigung enthalten waren.

Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren für Hochspannungs-Zwischenkreise arbeiten primär in Leistungsarchitekturen zwischen 400 und 550 Volt Gleichspannung. In diesem Anwendungsbereich zählen unter anderem die Serien KLS und KHE von Nippon Chemi-Con, die Serien LGN und LGW von Nichicon sowie die Serie SLPX von Cornell Dubilier zu den vergleichbaren Snap-in-Lösungen mit hoher Dichte.

Gemessen an der 500-Volt-Schwelle erfordern standardmäßige Snap-in-Angebote häufig ein Derating oder basieren auf 450-Volt-Architekturen. Letztere machen eine Reihenschaltung von zwei 250-Volt- oder 400-Volt-Kondensatoren zusammen mit Symmetrierwiderständen erforderlich, um transienten Spitzen der Netzleitung sicher standzuhalten. Durch die Bereitstellung einer 500-Volt-Nennspannung in einem einzelnen Becher mit bis zu 5.000 Stunden Lebensdauer bei 105 Grad Celsius machen die TDK-Komponenten Symmetrierschaltungen überflüssig und reduzieren die Anzahl diskreter Bauelemente auf der Leiterplatte gegenüber herkömmlichen Reihenschaltungen. Bauelemente der Serie KLS von Nippon Chemi-Con bieten zwar vergleichbare Lebensdauerprofile bei 105 Grad Celsius für 450- bis 500-Volt-Einheiten, die typische Ripplestromfestigkeit liegt bei äquivalenten Bauformen jedoch meist nur bei etwa 4,0 bis 4,8 Ampere. Bauteile der Serie Nichicon LGW sind für 105 Grad Celsius spezifiziert, weisen üblicherweise aber nur eine Lebensdauergrenze von 2.000 bis 3.000 Stunden auf. Die Ripplestromtragfähigkeit von 5,39 Ampere und die Lebensdauer von 5.000 Stunden bei 105 Grad Celsius platzieren diese erweiterte 500-Volt-Reihe im oberen Leistungssegment für einteilige Snap-in-Kondensatorgehäuse.

Bearbeitet von Natania Lyngdoh, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

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