EN
GYORS LINKEK
Ahogy az elektronikai technológia egyre fejlődik, a kis méretű és nagy teljesítményű tekercsek egyre szélesebb körben kerülnek felhasználásra különféle elektronikus eszközökben. Ezek közül az alulról csatlakoztatott, formázott teljesítménytekercs kompakt szerkezete, magas megbízhatósága és kiváló teljesítménye miatt az elsődleges választássá vált a nagy sűrűségű, magas frekvenciájú elektronikus rendszerekben. Teljesítménye minden tekintetben felülmúlja a hagyományos huzagolt tekercsekét, különösen olyan alkalmazásokban, amelyek a miniatürizálódást, magas megbízhatóságot és alacsony EMI-t célozzák meg. Ez a cikk részletesen ismerteti az alulról csatlakoztatott, formázott tekercsek előnyeit és termékválasztékát, célja pedig referenciát nyújtani a teljesítménytervező mérnökök számára.
1- Az alulról csatlakoztatott, formázott tekercsek előnyei
A formázott induktorok két típusban készülnek: az egyik L-alakú elektródákat használ, a másik pedig alulról csatlakozó elektródákat. Az alulról csatlakozó formázott teljesítményinduktor egy új formázási eljáráson alapul, amely során az tekercset és a mágneses magot egy egységgé zárják be, és az elektródákat az aljára helyezik, így elérve a nagyobb integrációt és a teljesítményoptimalizálást.
1. ábra. Alulról csatlakozó formázott teljesítményinduktor szerkezete
Az alulról csatlakozó formázott teljesítményinduktor előnyei elsősorban a következő szempontokban jelennek meg:
◾ Miniatürizálás és nagy sűrűségű integráció: Csökkenti a nyomtatott áramkör (PCB) foglalt területét, és növeli a telepítési sűrűséget. A hagyományos dróttekerces induktorokhoz képest az alulról csatlakozó formázott teljesítményinduktorok kisebb méretűek, így különösen alkalmasak korlátozott helyigényű hordozható eszközökben és nagy sűrűségű tápegységekben.
◾ Alacsony DC ellenállás (DCR): A tekercselési módszer és az elektróda kialakítás optimalizálásával az induktor alacsonyabb DCR-t érhet el, csökkentve ezzel a teljesítményveszteséget és javítva a hatásfokot (különösen kiemelkedő alacsony feszültségű, nagy áramfelvételű alkalmazásokban).
◾ Magas megbízhatóság: A tekercs végeit hajlították és nyomásformázták a T-mag porral, szilárd alsó elektródát képezve. Ez növeli a forrasztási felület szilárdságát, és megszünteti a további hegesztett csatlakozók szükségességét, így kiküszöböli a megszakadás kockázatát, és növeli a termék megbízhatóságát.
Innovatív formázott teljesítményinduktor-technológiaként az alsó elektródás típus jelentős előnyökkel rendelkezik a termékszerkezetben, az elektromos teljesítményben és az alkalmazásokban. Széles körben használják olyan területeken, mint az autóipari DC-DC konverterek, ADAS rendszerek, teljesítménymodulok, magasfrekvenciás kapcsoló tápegységek, motorhajtások, fotovoltaikus inverterek és kommunikációs berendezések.
2- Alsó elektródás formázott teljesítményinduktorok kiválasztási útmutatója
Codaca különböző anyagi jellemzőkkel rendelkező tekercseket fejlesztett ki, amelyek különféle ügyfélalkalmazásokhoz illeszkednek. Az ügyfelek számára a legmegfelelőbb teljesítményű induktivitás kiválasztásának megkönnyítése érdekében az alábbiakban bemutatjuk a Codaca ipari fokozatú, alsó elektródás formázott tekercseinek jellegzetes modelljeit — CSEG, CSEC, CSEB és CSEB-H —, valamint elektromos jellemzőik összehasonlítását.
2.1 CSEG : Ultracsekély DCR, legalacsonyabb veszteség az alacsony frekvenciatartományban
◾ Mágneses árnyékolási szerkezet: Erős ellenállás az elektromágneses zavarokkal (EMI) szemben.
◾ Formázott kialakítás: Ultracsekély akusztikus zaj.
◾ Lágy telítődési jellemzők: Képes magas csúcsáramok elviselésére.
◾ Ultracsekély DCR: Legmagasabb Irms (hőmérséklet-emelkedési áram).
◾ Eléri a legalacsonyabb teljesítményveszteséget az alacsony frekvenciatartományban (700 kHz alatt).
◾ Vékony kialakítás: Helytakarékos, nagy sűrűségű elhelyezésre alkalmas.
◾ Üzemi hőmérséklet: -40 °C-tól +125 °C-ig (a tekercs saját melegedését is beleértve).
2.2 CSEC : Magas telítési áram, legalacsonyabb veszteség a magas frekvenciatartományban
◾ Mágneses Árnyékolási Struktúra: Erős ellenállás az EMI-vel szemben.
◾ Formázott kialakítás: Ultracsekély akusztikus zaj.
◾ Ultramagas Isat (Telítődési Áram).
◾ Lágy Telítődési Jellemzők: Képes magasabb csúcsáramok elviselésére.
◾ A legalacsonyabb teljesítményveszteség érhető el a magas frekvenciatartományban (700 kHz - 3 MHz).
◾ Vékony kialakítás: Helytakarékos, nagy sűrűségű elhelyezésre alkalmas.
◾ Üzemi hőmérséklet: -40 °C-tól +125 °C-ig (a tekercs saját melegedését is beleértve).
2.3 CSEB : Széles körű termékméretek és modellek
◾ Mágneses Árnyékolási Struktúra: Erős ellenállás az EMI-vel szemben.
◾ Formázott kialakítás: Ultracsekély akusztikus zaj.
◾ Széles választék méretekből és induktivitásértékekből (max. méret 1510).
◾ Lágy telítődési jellemzők: Képes magas csúcsáramok elviselésére.
◾ Vékony kialakítás: Helytakarékos, nagy sűrűségű elhelyezésre alkalmas.
◾ A szabványos termék megfelel az AEC-Q200 előírásoknak.
◾ Üzemi hőmérséklet: -40 °C-tól +125 °C-ig (a tekercs saját melegedését is beleértve).
2.4 CSEB-H : Alacsony DCR és Magas Hőmérséklet-emelkedési Áram
◾ Mágneses Árnyékolási Struktúra: Erős ellenállás az EMI-vel szemben.
◾ Formázott kialakítás: Ultracsekély akusztikus zaj.
◾ Alacsony DCR.
◾ Magas Irms (Hőmérséklet-emelkedési Áram).
◾ Lágy telítődési jellemzők: Képes magas csúcsáramok elviselésére.
◾ Vékony kialakítás: Helytakarékos, nagy sűrűségű elhelyezésre alkalmas.
◾ A szabványos termék megfelel az AEC-Q200 előírásoknak.
◾ Üzemi hőmérséklet: -40 °C-tól +125 °C-ig (a tekercs saját melegedését is beleértve).
2.5 Teljesítményparaméter-összehasonlítás
A fenti négy, nagy teljesítményű formázott teljesítménytekercs sorozatot a Codaca önállóan fejlesztette ki és tervezte. Minden sorozat rendelkezik magas megbízhatósággal és mágneses árnyékoló szerkezettel, de mindegyik sorozatnak megvannak a sajátos teljesítményelőnyei.
1. táblázat. Különböző formázott tekercsek specifikációinak teljesítményösszegzése
A legegyszerűbb kiválasztási módszer a Codaca hivatalos weboldalán található „Teljesítménytekercs Kereső” és „Teljesítménytekercs Vesztesség Összehasonlító” eszközök használata. A rendszer az Ön által megadott üzemeltetési feltételek (áram, hullámosság, hőmérséklet, üzemi frekvencia stb.) alapján jeleníti meg az egyes termékek teljesítményét.
◾Isat telítődési áram összehasonlítás
Vegyük példaként egy 4,7 μH induktivitású értéket, ahol ugyanolyan méretű, de különböző sorozatú termékeket hasonlítunk össze.
A CSEG, CSEB-H és CSEB sorozatokhoz képest a CSEC sorozat magasabb telítődési áram-képességet kínál, így ideális választás olyan alkalmazásokhoz, amelyek nagy csúcsáram-tűrést igényelnek.
2. ábra. Induktivitás és telítési áram görbe összehasonlítása különböző formázott induktorok esetén
◾ Irms (hőmérséklet-emelkedési áram) összehasonlítás
Vegyünk példaként egy 4,7 µH induktivitású értéket, és hasonlítsuk össze ugyanolyan méretű, de különböző sorozatba tartozó termékeket.
2. táblázat. Jellemző paraméterek összehasonlítása különböző formázott induktorok esetén
A fenti összehasonlító táblázatból látható, hogy a CSEG sorozat nemcsak rendkívül alacsony DCR-rel rendelkezik, hanem a hőmérséklet-emelkedési árama is körülbelül 40%-kal magasabb, mint a CSEC, CSEB-H és CSEB sorozaté, így azonos munkakörülmények között alacsonyabb hőmérsékleten képes működni.
3. ábra. Integrált formázott induktorok hőmérséklet-emelkedési áramgörbéinek összehasonlítása különböző típusoknál
◾ Teljesítményveszteség összehasonlítása
Vegyünk példaként egy 4,7 µH induktivitású értéket, és vizsgáljuk meg az egyes sorozatok veszteségi jellemzőit szabványos hurokteszt segítségével.
Tesztfeltételek: Áram = 10,5 A, Hullámosság = 40%, Frekvenciatartomány = 100–3000 kHz, B = 3 mT.
4. ábra. Teljesítményveszteség-összehasonlítás különböző öntött induktor modellek esetén
A fenti görbeanalízis alapján a CSEG sorozatnak 700 kHz alatt a legalacsonyabb a teljes vesztesége. A CSEC sorozatnak 700 kHz felett a legalacsonyabb a vesztesége. A CSEB és a CSEB-H sorozat közepes veszteséget mutat.
3- További terméksorok
A fenti összehasonlítás az ipari fokozatú alsó elektródás öntött induktorok fő jellemzőire összpontosít. Az autóelektronikai alkalmazásokhoz a Codaca több megfelelő autóipari fokozatú öntött induktor termékmodellt is kifejlesztett, mint például a VSEB és a VSEB-H sorozat.
5. ábra. Codaca autóipari fokozatú öntött induktorok (piros körrel kiemelve)
A Codaca járműipari minőségű, alsó elektródás formázott teljesítménytekercselései alacsony veszteségű ötvözetpor maganyaggal és javított formázási eljárással készülnek, alacsony veszteséget, magas hatásfokot és széles alkalmazási frekvenciatartományt biztosítva. Kompakt kialakításuk helytakarékos, nagy sűrűségű szerelésre alkalmas. Az összes termék megfelel az AEC-Q200 szabványnak. A működési hőmérséklet-tartomány -55 °C-ról +165 °C-ra terjedhet (a tekercs önszabályzását is beleértve), így alkalmazkodik a járművelektronika összetett környezeti feltételeihez.