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Transformateurs CMS pour IGBT/FET : découvrez la série TDK B8280*F E13 EM pour architectures flyback, push-pull et plateformes xEV.
Dans les architectures xEV, l’électronique de puissance doit concilier isolation, compacité et fiabilité, tout en répondant aux contraintes des plateformes haute tension. Les circuits de gate drive IGBT/FET, les onduleurs de traction et les convertisseurs CC/CC isolés imposent des composants capables de transmettre les signaux avec stabilité, tout en assurant une séparation galvanique adaptée aux environnements automobiles.
TDK introduit la série B8280*F E13 EM, une gamme de transformateurs CMS pour IGBT/FET conçue pour les systèmes batterie automobile 500 V, les convertisseurs CC/CC compacts et les circuits de gate drive isolés. Cette série vise les plateformes xEV où l’encombrement carte, les distances d’isolement et la tenue en température sont des critères de conception essentiels.
En un coup d’œil
Plateformes xEV
Transformateurs destinés aux systèmes batterie automobile 500 V, aux onduleurs de traction et aux convertisseurs CC/CC isolés.
Format CMS compact
Empreinte de 18,6 x 14,6 mm et hauteur maximale de 12 mm pour faciliter l’intégration sur carte.
100 à 400 kHz
Plage de fréquence typique adaptée aux alimentations isolées et aux architectures de conversion de puissance.
Flyback ou push-pull
Références disponibles pour topologies flyback et push-pull, selon l’architecture de conversion retenue.
Isolation renforcée
Isolation de base 500 V DC et isolation renforcée 300 V, selon IEC 60664-1 et IEC 61558-2-16.
Qualification automobile
Qualification AEC-Q200 Rev. E et plage de fonctionnement de -40 °C à +150 °C.
Dans un système de traction électrique ou un convertisseur de puissance embarqué, le pilotage des semi-conducteurs de puissance impose une isolation fiable entre la partie commande et la partie puissance. Les transformateurs de gate drive assurent cette séparation tout en permettant la transmission du signal nécessaire au pilotage des IGBT ou MOSFET.
La série B8280*F E13 EM a été développée pour répondre à ces contraintes dans des conceptions où la densité d’intégration augmente. Elle combine un format CMS, un noyau ferrite MnZn, des broches gullwing, un capot supérieur non conducteur pour le placement automatique et des fils à triple isolation.
Focus produit ES France
La référence mise en avant par ES France correspond à la série Transformateur CMS pour IGBT/FET 100 à 400 kHz – B8280*F E13 EM. Elle s’adresse aux concepteurs de convertisseurs isolés, de circuits de gate drive et de sous-ensembles de puissance pour applications automobiles et industrielles.
Les plateformes xEV imposent une forte contrainte d’encombrement. Les cartes électroniques doivent intégrer davantage de fonctions dans un volume réduit, tout en maintenant les distances d’isolement nécessaires. Avec une empreinte de 18,6 x 14,6 mm et une hauteur maximale de 12 mm, la série E13 EM permet d’intégrer un transformateur isolé dans un format CMS compatible avec les procédés de fabrication modernes.
Cette intégration CMS facilite l’utilisation en production série, notamment grâce aux broches gullwing, au capot de préhension non conducteur et à la compatibilité avec le brasage sans plomb selon JEDEC J-STD-020F.
La série B8280*F E13 EM couvre des références adaptées aux topologies flyback et push-pull. Cette flexibilité permet de sélectionner le transformateur en fonction de la structure du convertisseur, du rapport de transformation requis et des contraintes d’inductance ou de courant de saturation.
| Référence | Topologie | Rapport de transformation | Inductance | Fréquence typique |
|---|---|---|---|---|
| B82802F0007A213 | Flyback | 1 : 1 : 0,5 | 30 µH ±10 % | 100 à 400 kHz |
| B82802F0004A213 | Flyback | 1 : 2 : 2 | 14,4 µH ±15 % | 100 à 400 kHz |
| B82802F0005A113 | Flyback | 1 : 1 | 1,8 µH ±10 % | 100 à 400 kHz |
| B82804F0503A200 | Push-pull | 1 : 3,78 : 1,55 | ≥ 50 µH | 100 à 400 kHz |
| B82804F0114A200 | Push-pull | 1 : 1 : 1,5 : 1,5 | ≥ 110 µH | 100 à 400 kHz |
| B82804F0244A210 | Push-pull | 1 : 1 : 1 | ≥ 240 µH | 100 à 400 kHz |
Dans un système batterie 500 V, l’isolation ne peut pas être traitée comme une simple contrainte mécanique. Elle intervient directement dans la sécurité électrique, la robustesse du convertisseur et la conformité de l’architecture. La série B8280*F E13 EM répond à cette exigence avec des distances de fuite allant jusqu’à 6,3 mm et des distances d’isolement jusqu’à 5,5 mm.
Les transformateurs sont spécifiés pour une isolation de base à 500 V DC et une isolation renforcée à 300 V, conformément aux exigences des normes IEC 60664-1 et IEC 61558-2-16. Ils sont également prévus pour des surtensions transitoires jusqu’à 2500 Vpeak et une tension d’extinction de décharges partielles de 900 Vpeak.
Pourquoi les décharges partielles sont importantes ?
Dans les composants isolés utilisés en électronique de puissance, les décharges partielles peuvent dégrader progressivement l’isolation. Une tension d’extinction spécifiée permet de qualifier le comportement du composant dans un environnement où les contraintes électriques et les transitoires de tension doivent être maîtrisés.
Les environnements xEV exposent les composants à des contraintes thermiques importantes. La série E13 EM est prévue pour une plage de fonctionnement de -40 °C à +150 °C. Cette tenue en température, associée à la qualification AEC-Q200 Rev. E, permet d’intégrer ces transformateurs dans des conceptions soumises aux exigences de fiabilité du secteur automobile.
Les composants sont également compatibles RoHS et adaptés au brasage par refusion sans plomb. Ces caractéristiques facilitent leur intégration dans des chaînes de production électroniques modernes.
Les semi-conducteurs de puissance utilisés dans les convertisseurs modernes commutent rapidement. Dans ce contexte, l’inductance de fuite, la structure d’enroulement et la capacité à transmettre un signal stable deviennent déterminantes. TDK met en avant une faible inductance de fuite et des structures d’enroulement optimisées pour assurer une transmission stable du signal dans les applications à commutation rapide.
Cette approche est particulièrement pertinente pour les circuits de gate drive IGBT/MOSFET, les convertisseurs CC/CC isolés et les alimentations utilisées dans les sous-systèmes de puissance embarqués.
Intégration
Le format CMS et l’empreinte compacte facilitent l’intégration sur des cartes de puissance à forte densité.
Isolation
Les distances de fuite et d’isolement sont adaptées aux contraintes des systèmes batterie 500 V et des plateformes xEV.
Robustesse
La plage -40 °C à +150 °C et la qualification AEC-Q200 Rev. E répondent aux exigences des environnements automobiles.
Le choix d’un transformateur de gate drive ou d’un transformateur pour convertisseur isolé dépend de nombreux paramètres : topologie, fréquence de fonctionnement, rapport de transformation, inductance, courant de saturation, distances d’isolement, contraintes thermiques et niveau d’isolation requis.
ES France accompagne les bureaux d’études et les intégrateurs dans la sélection de composants TDK adaptés aux architectures de puissance, aux systèmes embarqués et aux plateformes xEV.
Vous travaillez sur un circuit de gate drive isolé ou un convertisseur CC/CC compact ?
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