المقاومات الخاصة بالسيارات تُحسّن بشكل فعّال كفاءة تحويل محولات التيار المستمر/المتردد في مركبات الطاقة الجديدة

CODACA - محثات صنف السيارات تحسن كفاءة تحويل محولات التيار المستمر للمركبات الجديدة ذات الطاقة

في السنوات الأخيرة، مع نمو إنتاج وبيع المركبات ذات الطاقة الجديدة، استمرت الحاجة إلى محولات التيار المستمر في السوق بالازدياد. تلعب محولات التيار المستمر دوراً مهماً للغاية في المركبات ذات الطاقة الجديدة مثل السيارات الكهربائية والسيارات التي تعمل بخلايا الوقود والسيارات الهجينة. وفقاً لمتطلبات التطبيق المختلفة، فإن التصاميم الشائعة لمحولات التيار المستمر المستخدمة في المركبات ذات الطاقة الجديدة تشمل BOOST وBUCK وBUCK-BOOST.

باعتبارها مكوناً لنقل الطاقة، تحتاج المحولات من التيار المستمر إلى التيار المستمر (DC/DC) إلى الوفاء بمتطلبات كفاءة تحويل عالية لتحسين الاستفادة من الطاقة، وتحقيق توفير الطاقة والحماية البيئية، والمساعدة في بلوغ الأهداف المتعلقة بذروة الانبعاثات الكربونية والحياد الكربوني. في الوقت الحالي، يمكن أن تصل كفاءة المحولات من التيار المستمر إلى التيار المستمر (DC/DC) إلى أكثر من 98٪، وهو ما يرتبط مباشرةً بخسائر العديد من المكونات مثل المحاثات، والمكثفات، والمقاومات، وأنابيب التبديل.

تُعدّ المحاثات، باعتبارها أحد المكونات الأساسية للمحولات من التيار المستمر إلى التيار المستمر (DC/DC)، تُستخدم على نطاق واسع في المحولات من التيار المستمر إلى التيار المستمر (DC/DC). إن اختيار مواد لفائف المحاثات والنواة المغناطيسية، وكذلك عمليات الإنتاج، لها تأثير كبير على كفاءة التحويل واستقرار وموثوقية المحولات من التيار المستمر إلى التيار المستمر (DC/DC). ولذلك، فإن اختيار محاثات عالية الجودة وموثوقة من الدرجة المخصصة للسيارات أمر بالغ الأهمية عند تصميم المحول من التيار المستمر إلى التيار المستمر (DC/DC) الخاص بتزويد الطاقة للمركبات.

الشكل 1: تطبيق المحاث في محول السيارة من التيار المستمر إلى التيار المستمر (DC/DC)

1. متطلبات التصميم الخاصة بالمحاث في محول السيارة من التيار المستمر إلى التيار المستمر (DC/DC)

1.1 خسائر منخفضة: تبلغ ترددات تشغيل محول التيار المستمر للسيارة نسبة عالية نسبياً، حيث يمكن أن تصل إلى 500 كيلوهرتز أو حتى 1 ميغاهرتز. يجب تصميم الملفات الحثية باستخدام مواد قلب مغناطيسية منخفضة الخسارة لتقليل خسائر القلب في التطبيقات ذات التردد العالي، وتقليل إنتاج الحرارة، وتحسين الكفاءة الإخراجية.

1.2 مقاومة عالية لجهد التشغيل: تحتوي المركبات الجديدة التي تعمل بالطاقة على العديد من المكونات ذات الجهد العالي، مثل البطاريات الرئيسية، والمحركات الدافعة، وأجهزة التحكم على متن السيارة، وغيرها. يتجاوز جهد نظام القيادة للمحرك في هذه المركبات 400 فولت أو 800 فولت. تحتاج الملفات الحثية، باعتبارها مكونًا رئيسيًا في محولات التيار المستمر، إلى القدرة على تحمل الجهود العالية.

1.3 تيار عالي: تتبني معظم الدوائر الإلكترونية في صناعة السيارات تصميمًا عالي الكثافة وعالية القدرة، ويجب أن تحافظ الملفات على قيمة كافٍة من الحث تحت ظروف التيار الذروي العابر لضمان التشغيل الطبيعي للدائرة. وفي الوقت نفسه، يجب أن تكون قادرة على تحمل إخراج تيار مستمر عالي لفترة طويلة والحفاظ على ارتفاع درجة حرارة سطح الملف بحيث لا تتجاوز القيمة المحددة.

1.4 موثوقية عالية: بيئة تشغيل محولات DC/DC معقدة، وتواجه مشكلات مثل الحرارة العالية داخل غرفة المحرك، والاهتزازات الخاصة بالمركبة، والتقلبات الشديدة في جهد البطارية. وهذا يضع متطلبات عالية على موثوقية منتجات الملفات، حيث يتطلب مقاومة قوية ضد الصدمات الميكانيكية والاهتزازات، ومقاومة للصدمات الحرارية، ودرجات الحرارة العالية والجهود العالية وغيرها من الخصائص.

1.5 حجم صغير: مع اتجاه تكامل أنظمة الطاقة في السيارات، مثل منتجات دمج محول التيار المستمر/المستحث (DC/DC) مع شاحن السيارة الكهربائية على متنها (OBC) في وحدة واحدة (2 في 1)، أو دمج محول التيار المستمر (DC/DC) مع الشاحن (OBC) مع وحدة توزيع الطاقة (PDU) في وحدة واحدة (3 في 1)، أصبحت درجة كثافة القدرة العالية والكفاءة العالية هما الاتجاه الرئيسي في تطوير طاقة السيارات. أما بالنسبة للملفات الحثية (Inductors)، فإن الصغر في الحجم والخفة في الوزن ستصبح متطلبات تصميم لتلبية احتياجات المحولات DC/DC من حيث الحجم الصغير والتركيب عالي الكثافة.

1.6 مقاومة التداخل: مع تكامل مكونات السيارة الإلكترونية وكثافة تركيبها، ظهرت مشكلة التداخل الكهرومغناطيسي. تم تصميم الملفات الحثية (Inductors) ببنية تدريع مغناطيسي لتعزيز فعالية التدريع وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي بشكل فعال.

2. ملف حثي ذو درجة سيارة من شركة CODACA لمُحَوِّل التيار المستمر (DC/DC) في السيارة

بصفتها شركة تصنيع متخصصة في إنتاج الحثيات المُشكَّلة والحثيات ذات التيار العالي ولديها 24 عامًا من الخبرة في البحث والتطوير للحثيات، فقد طورت وصممت شركة CODACA Electronics عدة سلاسل من الحثيات الخاصة بالسيارات مثل VSRU وVSAB وVSEB ذات الفقد المنخفض والموثوقية العالية والمقاومة العالية للتيار والتي تستخدم في محولات DC/DC الخاصة بالسيارات. وقد دخلت هذه المنتجات مرحلة الإنتاج الضخم وتُستخدم على نطاق واسع في مشاريع تصنيع السيارات.

لضمان التشغيل المستقر طويل الأمد للحثيات في البيئات المعقدة، فقد اجتازت الحثيات الخاصة بالسيارات من شركة CODACA الاختبارات الصارمة وتتوافق مع شهادة اختبار الموثوقية AEC-Q200 الدرجة 0. ومدى درجة الحرارة التشغيلية هو من -55 ℃ إلى +155 ℃ (تصل إلى 165 ℃).

2.1 حثية ذات تيار عالي للغاية من الدرجة الخاصة بالسيارات - سلسلة VSRU

مدى قيم الحث الخاصة بـ سلسلة VSRU27 من الحثيات الخاصة بالسيارات والتيار العالي هو 1.00-15.00 μH، مع تيار تشبع يصل إلى 100A وأدنى قيمة للمقاومة المستمرة (DCR) تبلغ 0.46mΩ.

تتميز سلسلة VSRU27 بتصميم لف دائري مسطح ومواد قلب مغناطيسي منخفضة التلف، مع مقاومة تيار مستمر ومقاومة تيار متردد منخفضة للغاية، مما يسمح لها بالعمل لفترات طويلة ضمن تيارات عالية والحفاظ على ارتفاع طفيف في درجة الحرارة. وتصميم الهيكل المتماثل ذو الفجوة الهوائية يضمن توزيعًا موحدًا لكثافة التدفق المغناطيسي داخل القلب، مما يعزز قدرة الملف الحثي على مقاومة التشبع والحفاظ على خطية جيدة خلال التيارات الذروية المؤقتة. كما تم إضافة طرف لحام ثالث إلى قاعدة سلسلة VSRU27، مما يحسن بشكل فعال أداء المقاومة ضد الاهتزازات وموثوقية الملف الحثي.

2.2 ملف حثي مُشكَّل من الدرجة automotive سلسلة VSAB

ال سلسلة VSAB من الملفات الحثية المُشكَّلة من الدرجة automotive تتراوح الحثية بين 0.47-82.00 ميكرو هنري وأقصى تيار تشبع يبلغ 24 أمبير.

تتميز سلسلة VSAB بهيكل مُشكَّل بالقولبة، مع استغلال عالي للقلب المغناطيسية، وأداء كهربائي أفضل، وقوة ميكانيكية عالية. كما تعتمد المادة المغناطيسية على تصميم مسحوق مختلط خاص، يتمتع بمقاومة ممتازة لجهد الكهرباء. وتكون الملفات مُدمجة داخل مسحوق مغناطيسي مشكلةً هيكلًا مدرعًا مغناطيسيًا، يتمتع بخصائص مقاومة قوية للتداخل الكهرومغناطيسي وزمجرة ضوضائية منخفضة جدًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن التصميم الخفيف الوزن للمحث المتكامل يمكنه أيضًا توفير مساحة التركيب وهو مناسب للتركيب عالي الكثافة.

2.3 محث متكامل مُشكَّل من الدرجة automotive - سلسلة VSEB-H

ال سلسلة VSEB-H من المحاثات المتكاملة من الدرجة automotive لها نطاق قيم الحث من 0.47 إلى 22.00 μH، مع أقصى تيار اشباع يبلغ 18.2A.

تستخدم سلسلة VSEB-H لفًا مسطحًا للملفات، ومسحوق سبيكة منخفض الفقد مع تشكيل بالضغط الساخن، وتصميم هيكل قلب مغناطيسي على شكل حرف T. لا تتعرض الملفات بسهولة للتشوه أو الانحراف، مما يضمن توافق خصائص الأداء الكهربائي للمحث والموثوقية في المنتج. إن عملية الضغط الساخن تزيد من كثافة القلب المغناطيسي وتقلل من مختلف المخاطر خلال العملية. يتميز المنتج بخصائص مثل التيار التشبعي العالي، الفاقد المنخفض، نطاق التردد الواسع، والموثوقية العالية.

وبحسب بيئات التطبيق المختلفة، كوداكا توفر إلكترونيكس أيضًا للعملاء مجموعة متنوعة من حلول المحاثات الخاصة ذات الدرجة automotive. لطلب عينات أو الحصول على المزيد من المعلومات، يرجى التواصل مع فريق خدمة العملاء عبر الإنترنت.