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Mit der Entwicklung der Fahrzeugintelligenz und Elektrifizierung entwickeln sich Fahrzeugbeleuchtungssysteme zunehmend von einer reinen Beleuchtungsfunktion hin zur Integration, Intelligenz und hohen Energieeffizienz. Die Leistung der Fahrzeugbeleuchtung steht in direktem Zusammenhang mit der Fahrsicherheit und der Fahrerfahrung, während Automotive-Grade-Drosseln als zentrale Komponenten in der Beleuchtungs-Stromversorgung die Effizienz, Zuverlässigkeit und Umwelttauglichkeit der Fahrzeugbeleuchtung direkt bestimmen.
1 – Anforderungen an Drosseln in Fahrzeugbeleuchtungsnetzteilen
LED-Treiber-Stromversorgungsschaltungen für die Fahrzeugbeleuchtung verwenden zahlreiche Leistungsinduktivitäten. Aufgrund des komplexen Betriebsumfelds von Beleuchtungsschaltungen im Automobilbereich müssen Induktivitäten verschiedenen Herausforderungen standhalten, darunter hohe Temperaturen, hohe Frequenzen, hoher Strom, mechanische Vibrationen und Stöße. Darüber hinaus müssen sie die Anforderungen an geringe Baugröße, elektromagnetische Störfestigkeit und hochdichte Bestückung erfüllen, die sich aus der Miniaturisierung der Fahrzeugelektronik ergeben.
◾ Geringe Verluste und hohe Effizienz: Automotive Beleuchtungslösungen arbeiten mit relativ hohen Frequenzen. Drosseln erfordern kernbasierte Materialien mit geringen Verlusten und Wicklungen mit niedrigem Gleichstromwiderstand (DCR), um die Wärmeentwicklung in hochfrequenten Umgebungen zu reduzieren, die Ausgangseffizienz zu verbessern und Energieeinsparung sowie Umweltschutz zu erreichen.
◾ Hohe Strombelastbarkeit: Elektronische Schaltungen für die Fahrzeugbeleuchtung sind leistungsstarke Konstruktionen. Drosseln müssen auch bei hohen transienten Spitzenströmen eine ausreichende Induktivität aufrechterhalten, um einen ordnungsgemäßen Schaltungsbetrieb sicherzustellen. Außerdem müssen sie über längere Zeiträume hinweg kontinuierliche hohe Stromausgänge verkraften können, während gleichzeitig eine geringe Erwärmung der Oberfläche gewährleistet bleibt.
◾ Kleine Bauform und hohe Leistungsdichte: Die verfügbare Leiterplattenfläche (PCB) in Fahrzeugbeleuchtungsschaltungen ist begrenzt, weshalb Drosseln leicht und flach sein müssen, um die hochdichte Bestückung von Bauteilen zu unterstützen.
◾ Elektromagnetische Störungen (EMI): Die hohe Dichte der Komponenten in Beleuchtungsschaltungen von Fahrzeugen kann zu EMV-Problemen führen. Ein magnetisches Abschirmungsdesign kann die Abschirmeffektivität der Drossel erhöhen und so die EMV-Störungen wirksam reduzieren.
◾ Hohe Zuverlässigkeit: Die Fahrzeugbeleuchtung befindet sich häufig im Motorraum oder außerhalb des Fahrzeugs und ist daher rauen Betriebsbedingungen wie extremen Klimabedingungen, starken Temperaturschwankungen sowie starker Vibration ausgesetzt. Daher stellen Beleuchtungssysteme hohe Anforderungen an die Materialeigenschaften, die Produktstruktur und die Fertigungsverfahren der elektronischen Komponenten. Drosseln müssen extremen Temperaturen (-55 °C bis +165 °C) standhalten und eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischer Vibration und Schock aufweisen, um einen langfristig stabilen Betrieb sicherzustellen.
2- Codaca Induktoren-Lösungen für die Fahrzeugbeleuchtung
Als führender Anbieter von Automotive-Grade-Induktivitäten widmet sich Codaca seit 24 Jahren der Forschung und Entwicklung von Induktivitäten und arbeitet eng mit Unternehmen entlang der globalen Automobil-Elektronik-Wertschöpfungskette zusammen, um verlustarme, hochzuverlässige Produktlösungen für Automotive-Grade-Induktivitäten in der Fahrzeugelektronik bereitzustellen.
Um die Anforderungen für die Automobilbeleuchtung zu erfüllen, hat Codaca mehrere Serien von Automotive-Grade-Induktivitäten eigenständig entwickelt und konstruiert, die über hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Strombelastbarkeit, geringe Verluste und hohe Zuverlässigkeit verfügen. Dazu gehören Monolith-Induktivitäten, Hochstrom-Induktivitäten, SMD-Common-Mode-Induktivitäten und SMD-Leistungsinduktivitäten, die in zahlreichen Beleuchtungsprojekten namhafter Automarken eingesetzt werden. Alle Automotive-Grade-Induktivitäten von Codaca haben die AEC-Q200-Zuverlässigkeitsprüfung bestanden und weisen einen Betriebstemperaturbereich von -55 °C bis +155 °C / 165 °C auf, wodurch sie für den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen geeignet sind.
Anwendungsschaltbild für Autobleuchten
2.1 Automotive-Grade Formteil-Power-Chokes VSHB-Serie
CODACA's automotive-Grade Präzisions-Powerspulen der VSHB-Serie werden durch Heißpressen mit pulvermetallurgischem, niedrigverlustigem Legierungspulver hergestellt und eliminieren so effektiv das Risiko von Zwischenwicklungskurzschlüssen. Sie zeichnen sich durch hervorragende Produktkonsistenz sowie hohe Beständigkeit gegenüber thermischen, mechanischen Schocks und Vibrationen aus. Diese Induktivitäten gewährleisten auch bei hohen Frequenzen und Temperaturen eine exzellente elektrische Leistung und zeichnen sich durch geringe Verluste, hohe Effizienz und kompakte Bauform aus. Die minimale Abmessung beträgt 4,4 × 4,2 × 1,9 mm, mit einem Betriebstemperaturbereich von -55 °C bis +165 °C.
2.2 Automotive-Grade Präzisions-Powerspulen der VSHB-T-Serie
CODACA's automotive-Grade Präzisions-Powerspulen der VSHB-T-Serie die Serie nutzt eine Kombination aus T-Core-Vorformung und Heißpressen, um Spulenverkippung und -verformung zu eliminieren, wodurch die Dichte des magnetischen Pulvers erheblich erhöht wird und das Problem der Qualität effektiv gelöst wird. Die VSHB-T-Serie-Drosseln verfügen über breite Anschlüsse und ein verbessertes Spulendesign, das eine hohe Beständigkeit gegen mechanische Stöße und Vibrationen bietet, mit einer Vibrationsbeständigkeit von über 15G.
Im Vergleich zu herkömmlichen Drosseln weist die VSHB-T-Serie geringere Verluste auf, bei einer DCR-Reduzierung von 20–30 %. Mit einem Betriebstemperaturbereich von -55 °C bis 170 °C, über der höchsten Temperaturbeständigkeitsklasse nach AEC-Q200 Grad 0, eignen sie sich ideal für temperatursensitive Automotive-Anwendungen (wie Motorräume und Beleuchtungssysteme).
2.3 Automotive-taugliche Guss-Power-Drosseln VSAB-Serie
Die VSAB-Serie von automotive-tauglichen Guss-Power-Drosseln verfügen über eine geformte Struktur und äußerst geringe Geräuschentwicklung. Sie nutzen eine spezielle Pulvermischung für hervorragende Spannungsfestigkeit. Das magnetische Abschirmungsdesign bietet eine hohe Immunität gegenüber elektromagnetischen Störungen. Die leichte und dünne Bauweise spart Installationsplatz ein und eignet sich für hochdichte Montage. Diese Serie arbeitet in einem Temperaturbereich von -55 °C bis +155 °C. 
2,4 Automotive-Grade geformte Leistungsinduktivität VSEB-H-Serie
Die VSEB-H-Serie der Automotive-Grade geformten Leistungsinduktivitäten übernimmt T-Core + Flachdrahtspule + untere Anschlüsse + Heißpress-Technologie. Die Induktionsspulen dieser Serie führen den Ausleiter direkt von der Unterseite als Elektroden ab, wodurch Lötverbindungen entfallen. Dadurch wird das Risiko von Unterbrechungsfehlern bei herkömmlichen vergossenen Leistungsinduktoren eliminiert, das Offenstromkreis-Risiko verringert und gleichzeitig die Baugröße des Gehäuses reduziert. Durch den Einsatz von verlustarmem Legierungspulver sowie innovativen Produktionsverfahren und konstruktivem Design zeichnen sich diese Bauelemente durch einen äußerst geringen DCR/ACR aus, wobei die Verluste im Vergleich zu herkömmlichen Induktoren um 30 % bis 55 % gesenkt werden, was die Leistungsumwandlungseffizienz deutlich verbessert. Die VSEB-H-Serie Induktoren arbeitet in einem Temperaturbereich von -55 °C bis +165 °C und weist hervorragende thermische Stabilität auf.
2,5 Automotive-Grade SMD-Common-Mode-Drosseln VCRHC-Serie
Die VCRHC-Serie gekoppelte Induktoren für Automotive-Anwendungen verfügen über eine bifilare Wicklungsstruktur für einen hohen Kopplungskoeffizienten. Sie können in Serie oder parallel geschaltet werden und eignen sich für verschiedene Schaltungstopologien wie SEPIC und Zeta in der Fahrzeugbeleuchtung. Zudem verfügen sie über ein magnetisches Abschirmdesign für eine hohe elektromagnetische Störfestigkeit (EMI). Betriebstemperatur: -55°C bis +150°C.
Oben genannte sind repräsentative Codaca-Induktivitäten, die in LED-Treiber-Systemen für die Fahrzeugbeleuchtung verwendet werden. Codaca bietet außerdem eine breitere Palette an Induktivitätsproduktkategorien für Beleuchtungssysteme im Automobilbereich, darunter die VSBX-Serie automobilspezifischer Hochstrom-Leistungsinduktivitäten, die VSEB-Serie automobilspezifischer formgeschutzter Leistungsinduktivitäten und die VCRHS-Serie automobilspezifischer SMD-Leistungsinduktivitäten. Für weitere automobilspezifische Induktivitäten besuchen Sie bitte die Website von Codaca oder wenden Sie sich an den Codaca-Vertrieb.
3- Welche Anforderungen an die Qualitätskontrolle müssen bei Induktoren in der Fahrzeugbeleuchtung erfüllt sein?
Die Einstiegsschwelle für Automobilprodukte ist hoch. Für in der Fahrzeugbeleuchtung verwendete Induktivitäten müssen nicht nur die Anforderungen des Qualitätsmanagementsystems IATF16949 und die Zuverlässigkeits-Teststandards AEC-Q200 erfüllt werden, sondern auch diverse Anforderungen hinsichtlich Produktionsqualität, Prozesskontrolle, Spezifikationen für Qualitätsmanagement-Dokumente sowie Umweltvorschriften.
3.1 Zertifizierung des Qualitätsmanagementsystems
Automotive-Induktivitäten müssen dem Qualitätsmanagementsystem IATF16949 entsprechen, während deutsche Automobilhersteller den Standard VDA6.3 verwenden. Beide Systeme betonen den prozessorientierten Ansatz, bei dem durch die Kontrolle und das Management jedes einzelnen Schrittes im Produktionsprozess die Qualität des Endprodukts sichergestellt wird. Codaca folgt streng den relevanten Anforderungen des automobilen Qualitätsmanagementsystems IATF16949 zur Sicherstellung der Qualität von Automotive-Induktivitäten, während deutsche Kunden dem VDA6.3-Standard folgen.
3.2 Prüfung der Produktsicherheit
Die AEC-Q200-Zuverlässigkeitsprüfungen für Induktivitäten umfassen mehr als zehn Prüfungen, darunter Betriebslebensdauer, Temperaturwechsel, Vibrationsprüfung, Schocktest und einige andere. Obwohl einige Lieferanten behaupten, dass ihre Produkte den AEC-Q200-Standards entsprechen, erfüllen sie möglicherweise nur die AEC-Q200-Prüfanforderungen für einige wenige dieser Tests. Bei der Auswahl von Automotive-tauglichen Induktivitäten müssen Anwender genau wissen, welche spezifischen Prüfungen das Produkt tatsächlich bestanden hat, da andernfalls die tatsächlichen Anwendungsanforderungen nicht erfüllt sein könnten. Codaca verfügt über ein CNAS-akkreditiertes Labor, das in der Lage ist, das gesamte Spektrum der nach AEC-Q200 erforderlichen Prüfungen für Induktivitäten eigenständig durchzuführen.
3.3 Produktionskontrolle und Dokumentenvorgaben
Der Entwicklungsprozess von Automotive-tauglichen Produkten muss streng gemäß APQP (Advanced Product Quality Planning) durchgeführt werden, um eine vollständige Prozesskontrolle von der Konstruktion bis zur Serienproduktion sicherzustellen und die Produktkonsistenz zu gewährleisten. Darüber hinaus müssen Lieferanten PPAP (Produktionsstückfreigabeprozess) bereitstellen, um sicherzustellen, dass der Lieferant alle Anforderungen der technischen Konstruktionsunterlagen und Spezifikationen des Kunden bei der tatsächlichen Serienfertigung von Teilen und Komponenten korrekt verstanden hat, und um zu bewerten, ob er langfristig in der Lage ist, diese Anforderungen kontinuierlich zu erfüllen.
Codacas Automotive-taugliches Produkt die Entwicklung folgt streng dem APQP-Prozess und kann PPAP-Level-3-Dokumente bereitstellen oder die Anforderungen automobiler Kunden erfüllen.
3.4 Umweltanforderungen
Die Automobilindustrie verwaltet und kontrolliert die Materialien und Komponenten ihrer Produkte wirksam und verlangt die Einhaltung der Anforderungen des IMDS/CAMDS (Material Composition of Raw Materials). Für den Umweltschutz und die nachhaltige Entwicklung der Industrie müssen die Antriebe für die Automobilindustrie den Umweltschutzanforderungen wie RoHS, REACH und Halogenfreiheit entsprechen. Codaca kann IMDS/CAMDS-bezogene Informationen entsprechend den Kundenanforderungen bereitstellen, und alle Induktionsprodukte entsprechen internationalen Umweltstandards.
4- Schlussfolgerung
Die Nachfrage der Automobilindustrie nach hochwertigen elektronischen Komponenten bedeutet, dass Hersteller mit echten unabhängigen F&E-Fähigkeiten, fleißiger Produktentwicklung und kontinuierlicher Verbesserung sowie umfassenden Produktmanagementsystemen und -qualifikationen für den Automobilbereich den Markt dominieren werden.
Codaca hält sich an die Unternehmensphilosophie "Kunden hochwertige Produkte und Dienstleistungen zur Verfügung zu stellen" und hält sich streng an die Produkteentwicklungsprozesse und Qualitätsmanagementsysteme für den Automobilbereich. Es nutzt ein fortschrittliches Manufacturing Execution System (MES), um die Kontrolle des Produktionsprozesses, das Materialmanagement und die Qualitätsverfolgbarkeit seiner Induktorprodukte zu stärken.
Mit 24 Jahren spezieller Expertise in der Forschung und Entwicklung von Induktoren bietet Codaca durch kontinuierliche Innovationen in Induktorherstellungsprozessen und -technologien geringe Verluste, hohe Effizienz und hoch zuverlässige Induktorlösungen für elektronische Automobilsysteme wie Scheinwerfer, Batteri