في ديسمبر ٢٠٢٥، أطلقت شركة Diodes Incorporated، المزود الرائد عالميًّا لحلول الدوائر المتكاملة (IC)، أحدث تصميم مرجعي لها لمُحوِّل تيار مستمر-تيار مستمر (DC-DC) خافض متزامن ذي مدخل واسع، وهو التصميم AP6ACO5ZCW20-EVM.
المحث الرئيسي المستخدم في هذا التصميم المرجعي هو محث طاقة عالي التيار من شركة CODACA موديل CSCF3218-6R8MC. وبفضل خصائص قلبه التي تشمل القدرة على تحمل تيارات عالية، وفقدان منخفض في القلب، ومقاومة منخفضة للإعاقة، ومقاومة تيار مستمر منخفضة جدًّا، فإنه لا يدعم فقط نطاقًا واسعًا من الحلول الصناعية، بل يمكّن التصميم المرجعي أيضًا من تحقيق كفاءة تحويل استثنائية.
١ – نظرة عامة على الحل
يُعَدُّ لوحة التقييم AP6ACO5ZCW20-EVM وحدة تحكُّم خافضة متزامنة لتيار مستمر-تيار مستمر (DC-DC) قابلةً لضبط ترددها، وتتميَّز بتصميمٍ عالي التكامل مع أقل عددٍ ممكن من المكوِّنات الخارجية. وتسهِّل هذه الوحدة تنسيق لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، وتقلِّل من متطلبات المساحة، كما تشكِّل خيارًا مثاليًّا لهياكل الطاقة الموزَّعة.
الشكل ١: لوحة التقييم المرجعية AP6ACO5ZCW20-EVM
وكما هو موضَّح في الشكل ١، تعتمد لوحة التقييم على محث طاقة عالي التيار طوَّرته شركة CODACA ذاتيًّا، وهو المحث CSCF3218-6R8MC، كمكون رئيسي لتخزين الطاقة وتحويلها. وتتضمَّن الخصائص الكهربائية لهذا المحث — ومنها التيار التشبعي العالي، والمقاومة المنخفضة، وانخفاض ارتفاع درجة الحرارة — ما يجعله مناسبًا على نطاق واسع للتطبيقات التالية:
◾ التحويل العام للطاقة من تيار مستمر إلى تيار مستمر (DC-DC)
◾ أنظمة الترفيه والمعلومات في المركبات
◾ أنظمة الاتصالات السلكية واللاسلكية وأنظمة الطاقة الموزَّعة
◾ الرئيسية الإلكترونيات الصوتية والاستهلاكية
◾ مصادر الطاقة لمُعَالِجات الـFPGA والـDSP وأشباه الموصلات المخصصة (ASIC)
الشكل ٢: مخطط الدائرة الكهربائية لمحول خفض الجهد المتزامن (Synchronous Buck)
٢ – اختبار الكفاءة: أداء الملف الحثي الذي يمكّن من تحقيق نتائج استثنائية
٢.١ ظروف الاختبار
جهد الإدخال (Vin): ٢٤ فولت – ١٠٠ فولت (ويغطي سيناريوهات إمداد الطاقة الصناعية النموذجية)
جهد الإخراج (Vout): ١٢ فولت (متوافق مع مواصفات جهد الإخراج الشائعة للأجهزة الصناعية)
الملف الحثي الرئيسي (L): ٦.٨ مايكروهنري (CODACA CSCF3218-6R8MC، ومطابق بدقة لمتطلبات التصميم المرجعي)
تردد التشغيل (Fsw): ١٠٠ كيلوهرتز
الشكل ٣: منحنى كفاءة التحويل
الشكل 4: قائمة جزئية لمكونات التجميع (BOM)
2.2 النتائج التجريبية وتحليل الارتباط
تُظهر النتائج التجريبية أن لوحة التقييم AP6ACO5ZCW20-EVM، والتي تستفيد من التكامل بين وحدة التحكم في الدائرة الخافضة Diodes AP6ACO5ZCW20 ومفتاحين ترانزستوريْن عاليَي الأداء (DMT15H017LPS وDMT12H007LPS) والمُحث CODACA CSCF3218-6R8MC، تحقّق كفاءة تحويل استثنائية.
وبالنسبة للظروف التي تتطلب حملاً ثقيلاً مع دورة تشغيل صغيرة (فروق جهد كبيرة)، تبقى الكفاءة ثابتةً فوق ٩٠٪، وتصل أقصى كفاءة إلى ٩٧٪. وهذه الأداء يرتبط ارتباطاً مباشراً بالخصائص الأساسية للمحث CSCF3218-6R8MC، ما يبرز الدور الحاسم الذي يؤديه المحث في دعم الأداء العام لتصميم المرجع.
٣ – محاثات عالية الأداء تُمكّن ترقية كفاءة الطاقة في التطبيقات الصناعية
يُستخدم محث الطاقة عالي التيار CSCF3218-6R8MC في تصميم المرجع AP6ACO5ZCW20-EVM، وهو محث طوّرته شركة CODACA بشكل مستقل. وأهم خصائصه هي كما يلي:
٣.١ الخصائص الأساسية للمنتج
◾ فقدان منخفض في القلب:
يقلل من فقدان الطاقة المغناطيسية أثناء تحويل الطاقة، ويشكل عاملًا رئيسيًّا في تمكين التصميم المرجعي من تحقيق كفاءة قصوى تبلغ ٩٧٪، بما يتوافق مع متطلبات توفير الطاقة في القطاع الصناعي.
◾ مقاومة تيار مستمر فائقة الانخفاض:
يقلل من فقدان التوصيل وارتفاع درجة الحرارة، ويضمن بقاء الكفاءة فوق ٩٠٪ في ظروف التحميل الشديد، ويمدّ من عمر المنتج الافتراضي.
◾ درع مغناطيسي فعّال:
يوفر مقاومة قوية للتداخل الكهرومغناطيسي، ويضمن التشغيل المستقر في البيئات الكهرومغناطيسية الصناعية المعقدة.
◾ تصميم المحطات المساعدة:
يعزِّز مقاومة الاهتزاز، ما يجعله مناسبًا للتطبيقات الصعبة مثل الأنظمة الصناعية والإلكترونيات automotive، مع الحفاظ على أداء كفاءة مستقر.
٣٫٢ الخصائص الكهربائية الرئيسية
المحاثة: ٦٫٨ ميكروهنري، ومُطابَقة بدقة للتصميم المرجعي، لتوفير أساسٍ متينٍ لأداء كفاءة مستقر.
تيار التشبع: 55 أ، وتيار ارتفاع الحرارة: 50 أ، ما يدعم التشغيل المستقر في ظل ظروف التحميل الثقيل والمدخلات الواسعة، مع منع انخفاض الكفاءة.
منحنى التيار
استقرار حراري ممتاز:
يعمل باستمرار في نطاق درجات حرارة يتراوح بين -40°م و+125°م، وهو مناسب للبيئات الصناعية القاسية ويضمن عدم حدوث أي تدهور في الأداء.
3.3 الامتثال البيئي
متوافق مع معايير RoHS وREACH ومعايير السلامة البيئية الخالية من الهالوجين. ومناسب للتصدير وللمتطلبات الخاصة بالمنتجات عالية الجودة، ما يساعد في خفض تكاليف الامتثال لدى العملاء.
3.4 الخلاصة
سلسلة مُحثّات الطاقة عالية التيار CODACA CSCF3218، المتميِّزة بفقدان منخفض جدًّا في القلب الحديدي، ومقاومة تيار مستمر منخفضة للغاية، وتيار تشبع عالٍ، تُعدّ المُحثّ الرئيسي المفضَّل في تصميم المرجع Diodes AP6ACO5ZCW20-EVM. وهي تحقِّق كفاءة قصوى تبلغ 97%، وتُحافظ على كفاءة مستقرة تفوق 90% في ظل ظروف التحميل الثقيل.
وبفضل تقنية لف الأسلاك المسطحة الخاصة بها، والدرع المغناطيسي الفعّال، والتصميم الهيكلي المتين، فإن هذه السلسلة تُعالج بفعالية التحديات الرئيسية في تطبيقات الطاقة الصناعية، ومنها الكفاءة العالية، وقدرة مقاومة التداخل القوية، والموثوقية العالية، ما يجعلها مناسبةً لتلبية متطلبات القدرة العالية عبر مجالات متعددة.
ومدعومةً بخبرة شركة CODACA التي تمتد على مدى ٢٥ عامًا في مجال البحث والتطوير الخاص بالمُحثات، وقدرتها المستقرة على الإنتاج الضخم، ودعمها المخصص للخدمات، فإن CSCF3218 هذه السلسلة لا توفر فقط دعمًا موثوقًا للنواة في هذا التصميم المرجعي، بل وتقدّم أيضًا حلولًا فعّالة من حيث التكلفة وعالية الموثوقية للمُحثات في سياق ترقية كفاءة الطاقة الصناعية والدمج المدمج. وهي تُظهر القوة التقنية والتنافسية الأساسية لشركة CODACA في مجال محثات الطاقة عالية التيار.
إن نموذج CSCF3218-6R8MC موجود بالفعل في الإنتاج الضخم، ومدة التسليم تتراوح بين ٤ و٦ أسابيع، مما يلبّي متطلبات العميل لإنتاج الكميات الكبيرة. وللاطلاع على المواصفات التفصيلية أو بيانات الاختبار الكاملة أو تقييم العينات، يُرجى زيارة الموقع الرسمي لشركة CODACA أو الاتصال بفريق المبيعات.
لتحقيق متطلبات التصميم الخاصة بالتيار العالي والطاقة العالية والخسائر المنخفضة والموثوقية العالية في تطبيقات تحويل الطاقة، طوّرت شركة CODACA عدة سلاسل من محثات الطاقة عالية التيار، ومنها سي إس بي إكس , سي بي إكس , CPCFA , سي إس سي إف ، و سي بي سي إف ، والتي تُستخدم على نطاق واسع في حلول تحويل الإلكترونيات الكهربائية.
EN