En los últimos años, el campo de vehículos propulsados por nuevas energías ha aumentado. Según Statista Market Insights, se prevé que los ingresos de mercado de los vehículos eléctricos alcancen los 561.300 millones de dólares en 2023, con una tasa de crecimiento anual del 10,07% (CAGR 2023-2028). El rápido crecimiento de la industria de vehículos de nueva energía ha provocado un aumento de la demanda de estaciones de recarga de vehículos eléctricos (VE). A medida que los fabricantes se esfuerzan por mejorar su competitividad en este mercado emergente, ha surgido una innovación: Los detectores de corriente residual de Tipo A + 6mA.

¿Cómo se genera la corriente residual durante la carga de un vehículo eléctrico?
Durante el proceso de carga de un vehículo eléctrico, el sistema de carga On-Board (OBC) desempeña un papel crucial en la conversión de la corriente alterna de la red en corriente continua para cargar la batería del vehículo. Sin embargo, existe un riesgo potencial de fuga de corriente o fallo de tierra, que puede tener graves consecuencias como electrocución, incendios eléctricos o daños en los componentes del vehículo. Por lo tanto, es imperativo detectar y proteger contra estas corrientes residuales.

El siguiente diagrama ilustra una configuración eléctrica típica de un sistema de carga On-Board (OBC), que comprende un filtro EMI en la entrada, un rectificador CA/CC, un circuito PFC, un convertidor CC/CC y un filtro EMI de salida. Con el tiempo, y debido a las vibraciones y los efectos del envejecimiento inherentes al uso de vehículos eléctricos, puede producirse un fallo de aislamiento del OBC.

Fig. 1 - Esquema del sistema de carga On-Board (OBC)

En función de la ubicación de la avería, se generan distintos tipos de corrientes residuales en el sistema de carga de VE:
① Una derivación a tierra en la entrada de CA de la red, daría lugar a una corriente residual de CA sinusoidal a la frecuencia de la red.
② Una derivación a tierra en la sección del rectificador de CA/CC del OBC, dará lugar a una corriente residual de CC pulsante.
③ Una derivación a tierra en la etapa de conversión CC/CC del OBC, producirá una corriente residual de CC uniforme.

Por lo tanto, es esencial poder detectar la corriente residual de CA sinusoidal, la corriente residual de CC pulsante y la corriente residual de CC uniforme en todo el sistema de carga del VE, para proteger las instalaciones eléctricas y prevenir los riesgos de descarga eléctrica para el cuerpo humano. Con los avances en la tecnología de carga de baterías, las normas IEC pertinentes han establecido requisitos específicos para los dispositivos de protección contra corriente residual (RCDs) con el fin de garantizar una protección adecuada durante la carga de los vehículos eléctricos.

¿Qué tipo de dispositivo de corriente residual (RCD) se debe utilizar para la protección?
La selección del dispositivo de corriente residual (RCD) adecuado depende de los requisitos específicos. Un RCD está diseñado para detectar corrientes de fallo a tierra e interrumpir el suministro eléctrico en caso de una fuga de corriente a tierra. Su función principal es proteger los circuitos eléctricos y el cuerpo humano contra descargas eléctricas e incendios.

Existen varios tipos de RCDs, cada uno capaz de detectar distintos tipos de corrientes residuales. Según la norma internacional IEC 60755, se definen cuatro tipos de RCD para aplicaciones de CA: Tipo AC, Tipo A, Tipo F y Tipo B.

Los RCD de tipo AC están diseñados solo para detectar corrientes residuales de CA sinusoidales, lo que restringe su uso a dispositivos básicos que no generen corrientes residuales de CC uniformes. Estos RCD se utilizan habitualmente para aplicaciones generales, como electrodomésticos, lámparas incandescentes y calentadores de agua.

Los RCD de tipo A son capaces de detectar las mismas corrientes residuales sinusoidales detectadas por los RCD de tipo AC. Pero además pueden detectar corriente continua residual pulsante, y corriente continua residual pulsante superpuesta con corriente continua residual uniforme de hasta 6mA, lo que los hace adecuados para aplicaciones en edificios residenciales y comerciales, como cocinas de inducción, hornos microondas, lavavajillas y ordenadores de todo tipo.

Los RCD de tipo F se utilizan en los casos en que la aplicación puede generar una corriente residual compuesta. Pueden soportar corrientes continuas residuales uniformes de hasta 10mA superpuestas a la corriente residual. Además, un RCD de tipo F también es capaz de detectar todas las corrientes residuales detectadas por un RCD de tipo A. Estos dispositivos se utilizan habitualmente para la protección en aplicaciones como bombas de calor monofásicas, acondicionadores de aire de frecuencia variable, bombas de piscinas o lavadoras.

La norma internacional IEC 61581-1 ofrece dos alternativas para la protección contra corrientes residuales uniformes en estaciones de carga: puede usarse un RCD de tipo B o bien, un RCD de tipo A + CC 6mA junto con un dispositivo adecuado que desconecte la alimentación en caso de que la corriente de fuga supere los 6mA.

Requisitos de los dispositivos de protección contra corriente residual en los cargadores de vehículos eléctricos
Para las estaciones de carga de CA y CC, los distintos modos de carga de VE tienen diferentes requisitos específicos para los dispositivos de corriente residual (RCD). A continuación, se describen los requisitos específicos según las normas industriales de cargadores de vehículos eléctricos:

Para los modos de carga 2 (IC-CPD), la norma IEC 62752 especifica que los dispositivos de control y protección en el cable (IC-CPD) deben garantizar la activación de CA sinusoidal residual, CC pulsante residual y CC residual uniforme superior a 6mA, ya sea aplicada repentinamente o aumentando lentamente. Del mismo modo, para el modo de carga 3 (RDC-DD), la norma IEC 62955 define que los dispositivos de detección de corriente continua residual (RDC-DD) están diseñados para suprimir o iniciar la supresión del suministro al VE en los casos en que se detecte una CC residual uniforme igual o superior a 6mA. Las estaciones de carga de CC enchufables para vehículos eléctricos en modo 4 deben ser compatibles con los RCD de tipo A, estar equipadas con un RCD y, además, también pueden tener un dispositivo de protección contra sobre corrientes.

Normalmente, los RCD de tipo B son más caros, por lo que muchos fabricantes de estaciones de carga para VE optan por utilizar una solución de RCD de tipo A + DC 6mA para cumplir los requisitos de la norma.

Por qué elegir el Módulo de Detección de Corriente Residual Tipo A + DC 6Ma del fabricante Mornsun (Electrónica OLFER: distribuidor autorizado)
Como fabricante líder e innovador de fuentes de alimentación, Mornsun (Distribuido en España y Portugal por Electrónica OLFER) se dedica a proporcionar soluciones integrales de fuentes de alimentación para diversos sectores, incluidos los módulos de detección de corriente residual de tipo A + CC de 6mA de la serie TLB6-A1 para la carga de vehículos eléctricos. Esta solución puede adaptarse de forma flexible a diferentes escenarios de aplicación, mejorando la estabilidad y la seguridad del sistema y reduciendo los costes. Exploremos ahora las ventajas y los aspectos más destacados de la serie TLB6-A1 de Mornsun.

Amplia gama de aplicaciones
La serie TLB6-A1 ofrece un tamaño compacto y múltiples diseños de encapsulado, lo que permite satisfacer diferentes requisitos de diseño de placas e instalación, tanto para entradas monofásicas como trifásicas. Esta flexibilidad le permite adaptarse a diferentes escenarios de aplicación y proporcionar una protección completa.

Alto rendimiento
La solución de detección de corriente residual de tipo A + CC 6mA para la carga de vehículos eléctricos proporciona una protección completa y efectiva contra diversos tipos de corrientes de fuga, superando a las soluciones convencionales de tipo A y tipo AC. En comparación con otros módulos, el módulo RCD de la serie TLB6-A1 destaca por su circuito integrado (IC), con derechos de propiedad intelectual propios, que tiene las siguientes ventajas:

1) Funciones completas de protección que incluyen protección contra sobretensión, protección de arranque y protección contra saturación magnética.
2) Excelente comportamiento en umbral de disparo, estabilidad temporal y diferencias mínimas entre lotes.
3) Innovador algoritmo de detección de doble umbral e identificación de forma de onda de corriente para una detección precisa y rápida de las corrientes residuales.
4) Protección EMC diseñada para evitar que el sistema no responda cuando se genera un defecto de fuga, o que se active sin deber cuando no se produce ningún fallo.
5) Función de calibración para eliminar la influencia de pequeñas corrientes de fuga generadas por factores ambientales o las parásitas propias del sistema, en las corrientes de fuga reales.

Alta seguridad
El módulo de detección de corriente residual tipo A + CC de 6mA de la serie TLB6-A1 de Mornsun cumple las normas IEC61851, IEC 62752 e IEC 62955, lo que le permite detectar fácilmente corriente continua, alterna y diversas corrientes residuales pulsantes con gran velocidad de respuesta y excelente precisión.

Con su tecnología de recuperación magnética autónoma, la serie TLB6-A1 tiene una capacidad de sobre corriente de hasta 3.000A. Funciona de forma estable en entornos difíciles gracias a su gran resistencia a las interferencias electromagnéticas y a su completa función de protección. Estos módulos se utilizan ampliamente para la detección de corriente en sectores como la carga de vehículos eléctricos, equipos de baja tensión, sistemas fotovoltaicos, etc., gracias a sus ventajosas características y a su amplio rango de temperatura (-40℃ a +85℃).

Rentabilidad
Con una producción propia de los componentes clave, un sólido equipo de I+D, una cadena de suministro estable, una capacidad de producción suficiente y un avanzado sistema de gestión de la producción, Mornsun asegura una alta fiabilidad constante en la producción en serie, al tiempo que garantiza una entrega rápida y un ahorro de costes para los clientes.

Conclusión
Con la creciente demanda de estaciones de carga para vehículos eléctricos, los fabricantes se enfrentan a un verdadero reto para diferenciarse. Sin embargo, los módulos óptimos de detección de corriente residual de Mornsun, distribuidos en España y Portugal por Electrónica OLFER, pueden ayudarle a superar los requisitos sobre límites de detección de corriente y mejorar la competitividad de su sistema de carga de vehículos eléctricos. Proporcionan una protección completa al tiempo que reducen los costes de diseño y mantenimiento. Si necesita una solución RCD específica para sus proyectos, Mornsun es sin duda una excelente elección. También ofrecemos equipos de prueba o placas de prueba sencillas para la verificación del funcionamiento. Además, proporcionamos otros módulos de control inteligentes, como transductores de corriente de alto rendimiento y pequeño tamaño, módulos de control de contactores y contactores de CC para satisfacer diversas necesidades de detección de corriente.

¿Está listo para elegir un módulo de detección de corriente residual que se adapte a sus aplicaciones y se alinee con sus objetivos comerciales? ¡No dude en contactarnos, www.olfer.com, le garantizamos que tenemos la solución óptima adaptada a sus necesidades!

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