سری های خودرویی با کیفیت خودرویی به طور موثری باعث افزایش کارایی مبدل DC/DC در خودروهای انرژی جدید می‌شوند

سلف‌های صنعت خودرو CODACA به‌طور مؤثری باعث افزایش راندمان تبدیل کننده DC/DC خودروهای انرژی جدید می‌شوند

در سال‌های اخیر، با رشد تولید و فروش خودروهای انرژی جدید، تقاضا برای تبدیل‌کننده‌های DC/DC در بازار به‌طور مداوم افزایش یافته است. تبدیل‌کننده‌های DC/DC نقش بسیار مهمی در خودروهای انرژی جدید مانند خودروهای برقی (EV)، خودروهای سوختی سلولی و خودروهای هیبریدی ایفا می‌کنند. با توجه به نیازهای کاربردی مختلف، توپولوژی‌های متداول برای تبدیل‌کننده‌های DC/DC مورد استفاده در خودروهای انرژی جدید شامل BOOST، BUCK و BUCK-BOOST می‌شوند.

به عنوان یک مولفه انتقال انرژی، مبدل‌های DC/DC نیازمند برآوردن الزامات بالای بهره‌دهی تبدیل هستند تا از طریق بهبود استفاده از انرژی، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و حفاظت از محیط زیست کمک کنند و به دستیابی به اهداف پیک کربن و خنثی‌سازی کربن یاری رسانند. در حال حاضر، بازده مبدل‌های DC/DC می‌تواند بیش از 98٪ باشد که این موضوع مستقیماً با تلفات بسیاری از قطعاتی مانند سلف‌ها، خازن‌ها، مقاومت‌ها و لوله‌های کلیدزنی مرتبط است.

سلف‌ها، به عنوان یکی از اجزای اصلی مبدل‌های DC/DC، به طور گسترده‌ای در مبدل‌های DC/DC استفاده می‌شوند. انتخاب مواد سیم‌پیچ و هسته مغناطیسی و همچنین فرآیندهای تولید تأثیر قابل توجهی روی بازده تبدیل و همچنین قابلیت اطمینان و ثبات مبدل‌های DC/DC دارد. بنابراین، در طراحی مبدل DC/DC برای منبع تغذیه خودرو، انتخاب سلف‌های خودرویی با کیفیت بالا و قابلیت اطمینان زیاد ضروری است.

شکل 1: کاربرد سلف در مبدل DC/DC خودرو

1. الزامات طراحی سلف مبدل DC/DC خودرو

1.1 تلف کم: فرکانس کاری کنورتر DC/DC خودرو نسبتاً بالا است، به طوری که می‌تواند به 500 کیلوهرتز یا حتی 1 مگاهرتز برسد. سلف‌ها باید با مواد هسته‌ای کم‌تلف برقی طراحی شوند تا تلفات هسته‌ای در کاربردهای فرکانس بالا کاهش یابد، تولید گرما به حداقل برسد و بازده خروجی بهبود یابد.

1.2 مقاومت در برابر ولتاژ بالا: در خودروهای انرژی جدید، اجزای زیادی دارای ولتاژ بالا وجود دارند، مانند باتری‌های قدرت، موتورهای محرکه، کنترل‌کننده‌های داخلی و غیره. از جمله این اجزا، ولتاژ سیستم محرکه موتور بیش از 400 ولت یا 800 ولت است. سلف به عنوان یک قطعه کلیدی در کنورترهای DC/DC، باید توانایی تحمل ولتاژ بالا را داشته باشد.

1.3 جریان بالا: اغلب مدارهای الکترونیکی خودرو از طراحی با تراکم بالا و توان بالا استفاده می‌کنند و سلف باید مقدار اندوکتانس کافی را در شرایط جریان نوسانی قله‌ای بالا حفظ کند تا عملکرد طبیعی مدار تضمین شود. در عین حال، آن همچنین باید قادر به تحمل خروجی جریان بالای مداوم برای مدت زمان طولانی باشد تا افزایش دمای سطحی سلف از مقدار مشخص شده تجاوز نکند.

1.4 قابلیت اطمینان بالا: محیط کاری مبدل‌های DC/DC پیچیده است و با مشکلاتی مانند دمای بالا در محفظه موتور، ارتعاشات خودرو و نوسانات شدید ولتاژ باتری مواجه است. این موضوع نیازمندی‌های بالایی را از لحاظ قابلیت اطمینان محصولات سلفی ایجاد می‌کند و مقاومت قوی در برابر ضربه‌های مکانیکی و ارتعاش، شوک حرارتی، دمای بالا و ولتاژ بالا و سایر عملکردها را می‌طلبد.

1.5 اندازه کوچک: با روند ادغام سیستم‌های قدرت خودرو مانند محصولات DC/DC+OBC 2 در 1 و DC/DC+OBC+PDU سه در یک، چگالی توان بالا و بازدهی بالا به جهت توسعه قدرت خودرو تبدیل شده‌اند. برای سلف‌ها، کوچک بودن اندازه و سبکی وزن به الزامات طراحی تبدیل خواهد شد تا نیازهای حجم کم و نصب با چگالی بالایی را که در مبدل‌های DC/DC وجود دارد، برآورده کند.

1.6 ضد تداخل: با ادغام و نصب متراکم اجزای الکترونیکی خودرو، مشکلات تداخل الکترومغناطیسی ظهور کرده‌اند. سلف‌ها با ساختارهای استحکام مغناطیسی طراحی شده‌اند تا اثربخشی استحکام را افزایش داده و به‌طور مؤثری تداخل الکترومغناطیسی را کاهش دهند.

2. سلف صنعتی خودرویی از CODACA برای مبدل DC/DC خودرو

به عنوان یک تولیدکننده حرفه‌ای سلف‌های مولده شده و سلف‌های با جریان بالا با 24 سال تجربه در تحقیق و توسعه سلف، شرکت الکترونیک CODACA چندین سری از سلف‌های خودرویی از جمله VSRU، VSAB، VSEB را با اتلاف کم، قابلیت اطمینان بالا و مقاومت در برابر جریان بالا برای مبدل‌های DC/DC خودرو طراحی و توسعه داده است. محصولات به صورت انبوه تولید شده و به طور گسترده در پروژه‌های متعدد تولید خودرو استفاده شده‌اند.

برای اطمینان از عملکرد پایدار بلندمدت محصولات سلف در محیط‌های پیچیده، سلف‌های خودرویی CODACA تست‌های سختگیرانه را پشت سر گذاشته و موفق به کسب گواهی نامه قابلیت اطمینان AEC-Q200 Grade 0 شده‌اند. دامنه دمای کاری از -55 درجه سانتی‌گراد تا +155 درجه سانتی‌گراد (حداکثر تا 165 درجه سانتی‌گراد) است.

2.1 سلف فوق العاده با جریان بالا از نوع خودرویی سری VSRU

دامنه مقادیر سلف برای سری VSRU27 سلف‌های خودرویی با جریان بالا در محدوده 1.00-15.00 میکروهرتی است، با جریان اشباعی بیش از 100 آمپر و حداقل DCR برابر 0.46 میلی‌اهم.

سری VSRU27 از طراحی پیچش مسطح سیم‌پیچ و مواد هسته‌ای با تلفات کم استفاده می‌کند، دارای مقاومت بسیار پایین DC و AC است و می‌تواند در شرایط جریان بالا به مدت طولانی کار کند و اثر صعود دمای کم را حفظ کند. طراحی متقارن فاصله هوایی اطمینان از توزیع یکنواخت چگالی شار مغناطیسی در هسته را فراهم می‌کند، بدین ترتیب قابلیت مقاومت در برابر اشباع شدن سلف را افزایش داده و خطی‌بودن خوبی را در برابر جریان‌های لحظه‌ای با دامنه بالا حفظ می‌کند. سری VSRU27 در پایه خود دارای یک سُنج سوم لحیم‌کاری است که به‌طور مؤثر عملکرد ضد ارتعاش و قابلیت اطمینان سلف را بهبود می‌دهد.

2.2 سلف تزریق شده صنعت خودرو VSAB series

این سلف‌های تزریق شده صنعت خودرو سری VSAB دارای محدوده اندوکتانس 0.47-82.00 μH و حداکثر جریان اشباع 24A است.

سری VSAB از ساختار قالب‌گیری استفاده می‌کند، دارای بهره‌وری بالا از هسته‌های مغناطیسی، عملکرد الکتریکی بهتر و استحکام مکانیکی بالایی است. ماده مغناطیسی طراحی شده با پودر ترکیبی خاصی است که دارای مقاومت ولتاژی برجسته است. سیم‌پیچ در داخل پودر مغناطیسی قرار گرفته و ساختاری شیلدینگ مغناطیسی تشکیل می‌دهد که دارای ویژگی‌های مقاومت قوی در برابر تداخل الکترومغناطیسی و همچنین سطح بسیار پایین نویز زمزمه است. علاوه بر این، طراحی سبک‌وزن سلف تعبیه‌شده همچنین می‌تواند فضای نصب را صرفه‌جویی کرده و برای نصب با تراکم بالا مناسب باشد.

2.3 سلف تعبیه‌شده مدل‌گیری‌شده از درجه خودرویی سری VSEB-H

این سلف‌های تعبیه‌شده از درجه خودرویی سری VSEB-H دارای محدوده مقادیر سلف از 0.47 تا 22.00 میکروهنری، با حداکثر جریان اشباع 18.2 آمپر است.

سری VSEB-H از پیچش سیم‌پیچ تخت، آلیاژ با اتلاف کم با قالب‌گیری توسط فشار گرم و طراحی ساختار هسته مغناطیسی T-Core استفاده می‌کند. سیم‌پیچ‌ها به راحتی تغییر شکل نمی‌دهند یا کج می‌شوند و این امر منجر به اطمینان از یکنواختی عملکرد الکتریکی سلف و قابلیت اطمینان محصول می‌شود. فرآیند فشار گرم، چگالی هسته مغناطیسی را افزایش داده و انواع خطرهای موجود در فرآیند را کاهش می‌دهد. این محصول دارای ویژگی‌هایی مانند جریان اشباع بالا، اتلاف کم، فرکانس کاربردی گسترده و قابلیت اطمینان بالا است.

با توجه به سناریوهای کاربردی مختلف، کدکا شرکت الکترونیک همچنین برای مشتریان راه حل‌های متنوعی از سلف صنعتی خودرویی با کیفیت خودرویی ارائه می‌دهد. برای درخواست نمونه یا کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً با تیم خدمات مشتری آنلاین ما تماس بگیرید.