삼성전기, 1500V 초고전압 MLCC 출시 – 전기차 파워트레인 효율 향상

삼성전기(Samsung Electro-Mechanics)가 xEV 고전압 파워트레인용 1210(3.2 × 2.5 mm) 사이즈 신규 초고전압 MLCC 레인지를 출시했습니다. 온보드 차저(OBC)와 인버터 시스템이 주 타겟입니다.

이 삼성전기 MLCC 커패시터는 1000~1500V 정격에 C0G/X8G 온도 특성, 최대 33 nF 정전용량 결합으로 콤팩트 설계에서 더 높은 전력 밀도와 향상된 신뢰성 구현.

주요 특징 및 이점

• 최대 1500V 고전압 정격:
  • 1000V, 1250V, 1500V 클래스 커버로 800V 인버터 버스와 CLLC 공진 컨버터 같은 고전압 OBC 토폴로지 지원.
• 오토모티브 그레이드 고온 C0G/X8G 유전체:
  • C0G 파트: −55°C ~ +125°C 사양, 0 ± 30 ppm/°C 정전용량 변화로 일반적인 오토모티브 앰비언트 및 언더후드 범위에서 매우 안정적 정전용량과 저손실 제공.
  • X8G 파트: −55°C ~ +150°C 사양, 0 ± 30 ppm/°C로 고온 파워 소자 근방이나 빽빽한 파워 모듈 내 사용 지원.
• 소형 1210(3.2 × 2.5 mm) 풋프린트:
  • 상대적으로 작은 케이스 크기에 고전압과 nF 레인지 정전용량 제공, 파워 모듈과 고밀도 OBC 보드 콤팩트 레이아웃 가능.
• 고전압 C0G/X8G 확장된 정전용량 범위:
  • 신규 파트들로 제조사 고전압 C0G/X8G 라인업이 1000~1500V에서 1.2 nF~33 nF까지 확장, 이전엔 필름 커패시터나 더 큰 MLCC 의존하던 갭 해소.
• 페일-세이프 설계 옵션:
  • 여러 파트넘버가 '페일-세이프 디자인(Fail Safe Design)' 구조 제공, 절연 파괴 시 거동 개선해 시스템 보호 지원.
• xEV 파워트레인 신뢰성 겨냥:
  • 독자 세라믹, 전극 미세화, 초정밀 적층 공정으로 양산 설계돼 전기차에서 증가하는 MLCC 수량과 신뢰성 요건 대응.
• 커스텀 설계 지원:
  • 제조사에서 고객 맞춤 설계 위한 기술 지원과 샘플 명시적 제공, 플랫폼 레벨 오토모티브 프로젝트에 유용.

대표적 적용 분야

이 초고전압 MLCC들은 xEV 고전압 도메인 겨냥하며, 크기 축소와 보드 레벨 통합 혜택 있는 특정 기능에서 필름 커패시터 대체 또는 보완 가능.

대표적 기능:

• 온보드 차저(OBC) CLLC 공진 탱크:
  • 차세대 OBC 고주파 CLLC 단 공진 커패시터로 사용, 22kW 이상 출력에서 고전압 정격과 저손실 유전체가 효율과 열 성능에 필수.
• 800V-클래스 트랙션 인버터 시스템:
  • 인버터 파워 모듈 주변 스누버 네트워크와 DC-링크/하프-브리지 노드 로컬 디커플링에 배치.
• 고속 스위칭 소자용 스누버 커패시터:
  • SiC나 고속 IGBT 스위치 온/오프 시 스위칭 노이즈와 전압 오버슈트 억제 위해 제어된 저인덕턴스 경로로 과도 에너지 소산.
• xEV 파워트레인 일반 고전압 노드:
  • 콤팩트하고 안정적이며 고전압 커패시터 필요한 곳이면 어디든 적용 가능: 고전압 측정 컨디셔닝, 보조 DC-DC 단, HV 도메인 EMI 최적화 레이아웃 등.

이 소자들이 C0G/X8G 특성 세라믹 MLCC이므로 매우 높은 벌크 정전용량보다 저손실, 안정된 정전용량, 예측 가능한 온도 거동이 더 중요한 위치에 가장 적합합니다.

기술 하이라이트

보도자료 기술된 현재 라인업은 특정 정전용량/전압 조합 가진 1210 케이스 MLCC 4종에 포커스. 이 파트들이 함께 C0G/X8G MLCC 포트폴리오를 1000~1500V, 1210 케이스에서 1.2 nF~33 nF까지 확장.

제품 개요표

엔지니어 위한 설계 참고사항

이 초고전압 MLCC들을 xEV 시스템에 설계 적용 시 몇 가지 실용적 고려사항이 이슈 회피와 역량 극대화에 도움.

전기적 및 열적 고려사항

• 전압 디레이팅 관행 준수:
  • 파트 정격이 1000~1500V라도 자동차 파워 설계에선 반복 과도나 고 dV/dt 있는 용도에서 특히 최대 정격 전압 아래 마진 두고 MLCC 운영하는 게 일반적.
• AC 리플과 공진 조건 고려:
  • CLLC 공진 컨버터에서 커패시터는 DC 오프셋 위 중첩된 AC 전압/전류 경험. 데이터시트 리플 전류 한계와 손실 거동 확인해 MLCC가 정상 상태에서 과열되지 않게 보장.
• 온도 및 바이어스 대비 정전용량 안정성 확인:
  • C0G/X8G 특성으로 온도 관련 정전용량 드리프트 매우 작음, 안정적 공진 주파수에 이상적. 이 전압 레벨에서 DC 바이어스 의존성 데이터시트 그래프로 검증.
• 열 환경 주의:
  • 인버터 파워 모듈이나 OBC 1차 단에서 로컬 온도 X8G 파트 상한 근접 가능. 열 시뮬레이션/측정으로 정션/케이스 온도 지정 한도 내 유지 확인.

레이아웃 및 기계적 통합

• ESL과 루프 면적 최소화:
  • 스누버 용도에선 MLCC를 스위치 단자나 모듈 핀 최대한 가깝게, 짧고 넓은 트레이스로 기생 인덕턴스 최소화, 과전압 억제 효과 극대화.
• 필요시 다중 커패시터 병렬 조합:
  • 특정 스누버/공진 값 달성이나 전류 분산 위해 다중 MLCC 병렬 사용 고려, 고전압 클리어런스/크리피지 간격 규칙 준수.
• 기계적 스트레스 관리:
  • 1210 크기 대형 세라믹 커패시터는 보드 플렉스 크랙 취약 가능. 적절한 패드 설계, 제어된 솔더 필렛, PCB 서포트로 조립과 차량 운행 중 기계적 스트레스 저감.
• 페일-세이프 vs 일반 설계 확인:
  • 절연 무결성이 안전 크리티컬한 곳(예: OBC 절연 배리어)에선 요구 정전용량/전압 가진 페일-세이프 디자인 버전 가용 여부 확인, 데이터시트 고장 조건 하 거동 설명 검토.

자격 및 문서화

• 오토모티브 자격 상태 검증:
  • xEV 플랫폼 양산 위해 적절한 오토모티브 자격 표준(예: AEC-Q200 또는 제조사 독자 테스트) 데이터시트나 제조사 지원 채널로 확인.
• 시스템 레벨 표준 정렬:
  • OBC/인버터 시스템 고전압 컴포넌트 흔히 ISO/IEC 고전압 안전 및 절연 요건 준수 필요. MLCC 정격 전압, 테스트 조건, 절연 특성이 시스템 레벨 설계 규칙과 정렬되는지 확인.
• 제조사 지원 활용:
  • 삼성전기에서 고객 맞춤 설계 위한 기술 지원과 샘플 제공하므로, 설계팀은 보도자료에 완전히 상세하지 않을 수 있는 모델링 데이터, SPICE 모델, 신뢰성 데이터, 수명 추정 위해 조기 협업 가능.

출처

본 기사는 삼성전기 xEV 고전압 파워트레인용 초고전압 MLCC 제품 뉴스 릴리스 정보와 제조사 웹사이트 연관 제품/데이터시트 링크 기반으로 작성.

참고문헌

1. 삼성전기 제품 뉴스: xEV 고전압 파워트레인용 초고전압 MLCC
2. 삼성전기 제품 페이지 – CL32G122KVV3PN#
3. 삼성전기 제품 페이지 – CL32C103JXV3PN#
4. 삼성전기 제품 페이지 – CL32C223JIV3PN#
5. 삼성전기 제품 페이지 – CL32C333JIV1PN#