Automobilní tlumivky efektivně zvyšují převodní účinnost měniče DC/DC u vozidel na nové energie

CODACA automobilní tlumivky efektivně zvyšují převodní účinnost měniče DC/DC u vozidel na nové energie

V posledních letech s nárůstem výroby a prodeje vozidel na nové energie se zvyšuje i tržní poptávka po měničích DC/DC. Měniče DC/DC hrají velmi důležitou roli u vozidel na nové energie, jako jsou elektromobily, vozy s palivovými články a hybridní vozy. V závislosti na různých požadavcích aplikace se u měničů DC/DC používaných ve vozidlech na nové energie běžně uplatňují topologie BOOST, BUCK a BUCK-BOOST.

Jako komponent pro přenos energie musí měniče stejnosměrného proudu (DC/DC) splňovat vysoké požadavky na účinnost přeměny, aby se zlepšila energetická náročnost, dosáhlo se úspor energie a ochrany životního prostředí a napomohlo k dosažení cílů týkajících se špičkového výkonu uhlíku a uhlíkové neutrality. V současné době mohou měniče DC/DC dosahovat účinnosti přes 98 %, což je přímo spojeno s odpory mnoha komponent, jako jsou cívky, kondenzátory, rezistory a spínací tranzistory.

Cívky jsou jednou ze základních komponent měničů DC/DC a jsou v nich široce využívány. Volba materiálů cívky a magnetického jádra, stejně jako výrobní procesy, mají významný dopad na účinnost přeměny a stabilitu spolehlivosti měničů DC/DC. Proto je při návrhu měniče DC/DC pro vozidlové napájení klíčové vybrat kvalitní a vysoce spolehlivé automobilní cívky.

Obr. 1 Použití cívky v automobilovém měniči DC/DC

1. Požadavky na návrh cívky automobilového měniče DC/DC

1.1 Nízké ztráty: Provozní frekvence automobilového stejnosměrného měniče DC/DC je poměrně vysoká, až 500 kHz nebo dokonce 1 MHz. Cívky by měly být navrženy s materiály magnetických jader s nízkými ztrátami, aby se snížily ztráty jádra při vysokofrekvenčním provozu, minimalizovalo generování tepla a zvýšila účinnost výstupu.

1.2 Vysoká odolnost proti napětí: V nových energetických vozidlech je mnoho vysokonapěťových komponent, jako jsou napájecí baterie, pohonné motory, palubní řídicí jednotky atd. Napětí pohonu motoru je například nad 400 V nebo 800 V. Cívka, jako klíčová součástka stejnosměrných měničů DC/DC, musí mít schopnost odolávat vysokému napětí.

1.3 Velký proud: Většina automobilových elektronických obvodů využívá návrh s vysokou hustotou a vysokým výkonem, při kterém musí cívka udržet dostatečnou hodnotu indukčnosti za podmínek vysokého impulzního proudu, aby byla zajištěna normální funkce obvodu. Zároveň musí být schopna dlouhodobě vydržet spojitý vysoký proudový výstup tak, aby teplotní zvýšení na povrchu cívky nepřekročilo stanovenou hodnotu.

1.4 Vysoká spolehlivost: Provozní prostředí DC/DC měničů je složité, neboť musí čelit problémům jako je vysoká teplota v motorovém prostoru, vibrace vozidla a prudké kolísání napětí baterie. To klade vysoké nároky na spolehlivost produktů cívek, které musí mít silnou odolnost proti mechanickému nárazu a vibracím, tepelnému šoku, vysoké teplotě a vysokému napětí a dalším parametrům.

1.5 Malá velikost: S integrací trendů automobilových energetických systémů, jako jsou např. DC/DC+OBC 2 v 1 a DC/DC+OBC+PDU tři v jednom, se vysoká výkonová hustota a účinnost stala směrem vývoje automobilové energie. U cívek budou malé rozměry a lehká konstrukce představovat návrhové požadavky, které budou vyhovovat potřebám malého objemu a instalace s vysokou hustotou u měničů DC/DC.

1.6 Potíže s rušením: S integrací a vysokou hustotou montáže elektronických komponent v automobilech se začaly objevovat problémy elektromagnetického rušení. Cívky jsou navrženy s magnetickými stínícími strukturami, aby byla zvýšena účinnost stínění a efektivně sníženo elektromagnetické rušení.

2. Automobilová cívka od CODACA pro automobilový měnič DC/DC

Jako profesionální výrobce formovaných tlumivek a tlumivek pro vysoké proudy s 24letou zkušeností ve výzkumu a vývoji tlumivek, vyvinula společnost CODACA Electronics více sérií automobilních tlumivek, jako jsou VSRU, VSAB, VSEB s nízkými ztrátami, vysokou spolehlivostí a odolností proti vysokému proudu pro DC/DC měniče v automobilech. Produkty jsou již sériově vyráběny a široce používány v mnoha projektech výroby automobilů.

Aby byla zajištěna dlouhodobá stabilní funkce produktů tlumivek v komplexním prostředí, automobilní tlumivky společnosti CODACA prošly přísným testováním produktů a splňují certifikaci AEC-Q200 Grade 0 pro spolehlivostní testování. Rozsah pracovní teploty je -55 ℃ až +155 ℃ (až 165 ℃).

2.1 Automobilní super vysokoproudá tlumivka řady VSRU

Rozsah hodnot indukčnosti pro Řadu VSRU27 automobilních vysokoproudých tlumivek je 1,00–15,00 μH, s nasycením proudu až 100 A a minimálním DCR 0,46 mΩ.

Řada VSRU27 využívá konstrukci s plochými cívkami a materiálem magnetického jádra s nízkými ztrátami, která má extrémně nízký odpor stejnosměrného i střídavého proudu. Díky tomu může být dlouhodobě provozována v režimu vysokého proudu a zároveň dosahovat nízkého nárůstu teploty. Symetrický návrh vzduchové mezery zajišťuje rovnoměrné rozložení magnetické indukce v jádru, čímž se zvyšuje odolnost proti nasycení a udržuje se dobrá linearita i při přechodných vysokých špičkových proudech. Řada VSRU27 byla na základně doplněna o třetí pájecí vývod, čímž se efektivně zlepšila odolnost proti vibracím a spolehlivost induktoru.

2.2 Automobilní řada litinových cívek VSAB

The Automobilní řada litinových cívek VSAB má rozsah indukčnosti 0,47–82,00 μH a maximální proud nasycení 24 A.

Série VSAB využívá formovanou konstrukci s vysokým využitím magnetických jader, lepším elektrickým výkonem a vysokou mechanickou odolností. Magnetický materiál využívá specifický návrh smíšeného prášku s vynikající odolností proti napětí. Cívka je zabudována v magnetickém prášku a vytváří magnetickou stínící strukturu, která má charakteristiku silné odolnosti proti elektromagnetickému rušení a ultra nízkému hlučnému šumu. Kromě toho úsporný návrh integrované cívky také ušetří instalační prostor a je vhodný pro montáž s vysokou hustotou.

2.3 Automobilová řada integrovaných formovaných cívek řady VSEB-H

The Řada VSEB-H automobilových integrovaných cívek má rozsah indukčních hodnot od 0,47 do 22,00 μH, s maximálním proudem nasycení 18,2 A.

Řada VSEB-H využívá plochých cívek s vinutím, slitinového prášku s nízkými ztrátami a horkého lisování, jakož i konstrukčního návrhu magnetického jádra typu T-Core. Cívky se nezkroutí ani nepřeklopí, čímž je zajištěna konzistence elektrických parametrů tlumivky a spolehlivost produktu. Proces horkého lisování zvyšuje hustotu magnetického jádra a snižuje různé rizikové faktory během výroby. Produkt má vlastnosti jako vysoký nasycovací proud, nízké ztráty, široké frekvenční využití a vysokou spolehlivost.

Podle různých aplikačních scénářů Codaca Electronics také poskytuje zákazníkům širokou škálu přizpůsobených řešení automobilových tlumivek. Chcete-li požádat o vzorky nebo získat více informací, kontaktujte prosím náš tým online zákaznické podpory.