キャビン設計は、車両の運転および乗車の快適性と安全性に関係しています。スマートキャビンは、さまざまなIT技術や人工知能技術を統合し、車内に統合されたデジタルプラットフォームを構築することで、ドライバーにスマートな体験を提供し、運転の安全性を促進します。スマートキャビンシステムの継続的なアップグレードは、受動部品のサポートに依存しています。インダクタはスマートキャビンにおいて、主にエネルギーの蓄積、フィルタリング、ノイズ抑制、電流の平滑化という重要な役割を果たします。高信頼性の自動車グレード用インダクタを選定することで、自動車のキャビンをより効率的かつスマートにすることが可能になります。
1- 応用 キャビンにおける自動車グレード用インダクタの
インダクタは、スマートコックピットのほぼすべてのモジュールに統合されており、インフォテインメント（カーアンプ）、運転情報表示（インストルメントパネル／HUD電源）、人機相互作用（音声対話、ナビゲーション）、知能運転感知・制御（車内監視、シートエアコンおよびその他のモータードライブ）、ネットワーク通信、コックピットドメインコントローラなど多岐にわたる。
関連データの統計によると、2025年までに高級スマートコックピット車両あたりの使用インダクタ数は150～180個に達すると予想されており、そのうち50％が電源管理用、30％が通信システム用に使用される。高温域での動作、優れた耐振動性能、および高い信頼性（AEC-Q200規格準拠）は、自動車グレードのインダクタに対する標準的な要件となっている。具体的な応用例とインダクタの要求仕様は以下の通りである。
1.1 情報・エンターテインメントシステム
カーアンプのブーストDC-DC電源では、DC-DCコンバータが大電流対応のパワーインダクタおよびモールドインダクタを採用しており、連続的な大電流動作条件下でも安定した作動を確保しています。また、低DCRインダクタを使用することで銅損を低減しています。オーディオアンプのフィルタ回路では、クラスDインダクタを使用して電源リップルによるオーディオハウリングを抑制しています。
1.2 情報表示システム
インテリジェントコクピット情報表示システムには、大型のセンターコントロールディスプレイ、フルLCDインストルメントクラスタ、HUDなどが含まれ、一般的にモールドインダクタおよび高周波インダクタ（動作周波数2MHz）を採用しています。その中で、モールドインダクタは高出力密度、高効率などの特徴を持ち、表示装置の安定した電流供給要求を満たします。高周波インダクタは車載高速インターフェース（例えばEthernet、USBなど）に使用され、伝送速度が向上した際の高周波ノイズを抑制し、信号品質を確保します。CANバスインターフェースは共通モードチョークを採用しており、モーターによる干渉から計器データを保護し、画面のちらつきを防止します。
1.3 ヒューマンマシンインタラクションシステム
小型の電力用インダクタは、一般的にタッチスクリーンや生体認証センサ回路に組み込まれています。音声制御によるノイズ低減（マイクロフォンアレイなど）のための電源フィルタでは、車載充電器によって発生する高周波ノイズを除去するためにフェライトビーズが使用されます。
1.4 ネットワーク通信システム
自動車の監視データ伝送ラインでは、高周波インダクタとPoCモジュールを組み合わせることで、同一のライン上で直流電源供給と映像信号の伝送を実現しています。インダクタ製品には、広帯域の動作周波数と高インピーダンス特性が求められます。ギガビットEthernet通信インターフェースでは、差動信号のコモンモードノイズを抑制するために、一般的に共通モードインダクタが使用されます。
1.5 キャビンドメインコントローラ
キャビンドメインコントローラーは、車両のインフォテインメントシステム、デジタルダッシュボード、HUD、エアコン制御、さらには一部のADAS機能の「頭脳」であり、これらは安定した純粋な電源供給を必要とします。キャビンドメインコントローラーにおけるインダクタの主な役割は、DC-DC電源コンバータでのエネルギー蓄積およびフィルタリングです。
1.6 ストリーミングリアビューミラー
ストリーミングリアビューミラーは、主に高精細な外部リアカメラを使用して車両後方のリアルタイム道路状況を捉え、従来のミラーの代わりに画面に映像を表示します。電源管理システムおよび電磁両立性設計の基本構成部品として、インダクタはストリーミングリアビューミラーサーキットにも広く使用されています。
自動車用スマートコックピットアプリケーション回路図
2- スマートコックピットにおけるインダクタの性能要件
インテリジェントコクピットは、車載電子機器のコアモジュールとして、インダクタに対して極めて厳しい要求を課しており、複雑な環境下でも安定した電力供給、純粋な信号伝送、高効率なエネルギー変換を確保する必要がある。業界の技術基準および製品実績を踏まえると、インダクタに求められる主な性能要件は以下の通りである。
2.1 環境適応性と高信頼性
広い温度範囲での動作能力：-55℃から+150℃以上（一部のエンジンルーム用途では+170℃まで）の動作温度に対応し、極端な低温または高温環境下においても、コクピット電子モジュール（中央制御画面、ADASコントローラなど）が継続的に正常に動作できるようにする。
2.2 高効率および低損失
DCRの低いインダクタを選択することで、インダクタ内の直流損失を低減でき、電力損失の削減と変換効率の向上に繋がり、インテリジェントコクピットの応答速度を効果的に改善できます。CODACAの車載用モールドインダクタは、材料および製造プロセスの革新により、DCRを30%削減し、電力効率を98%以上に高めています。
2.3 高飽和電流およびソフトサチュレーション特性
インダクタは、飽和せずに過渡的なピーク電流をサポートできる必要があります。これにより、計算処理能力が急激に増加した際にSoCチップで電圧崩壊が発生するのを防ぎます。CODACAの一部の車載用大電流インダクタは、独自開発の合金粉末磁心材料を使用しており、優れたソフトサチュレーション特性を示し、最大飽和電流は422Aに達します。
2.4 高周波およびノイズ抑制
SiCおよびGaNデバイスの広範な採用に伴い、スマートコクピットで使用される電源供給装置の周波数は2MHz以上をサポートする必要があり、高周波スイッチングによる効率低下を防ぐために、コア損失が低く、自己共振周波数が高いインダクタが求められます。ノイズ抑制に関しては、完全シールド型の成形インダクタが高周波ノイズを効果的に低減できます。また、自動車用コクピットでは、電源ラインや信号ライン上の共通モードノイズ干渉を抑えるために共模チョークコイルが使用されます。
2.5 ミニチュア化と高集積化
自動車キャビンの電子システムにおける高密度実装に対応するため、インダクタには小型かつコンパクトな設計が要求されます。CODACAの車載グレード成形インダクタは最小サイズ4mm×4mm×2mmを実現しており、工程および材料の革新により小型化、大電流対応、高電力密度の要件を満たしています。
2.6 AEC-Q200自動車用製品信頼性試験
スマートコクピット用のインダクタは、複雑な環境下でも車載電子機器が確実かつ安定して動作することを保証するために、AEC-Q200自動車製品信頼性試験に合格しなければなりません。インダクタの信頼性試験には、温度サイクル試験、高温保存試験、高湿試験、振動試験、機械的衝撃試験、はんだ付け性試験など10項目以上が含まれます。CODACAのCNAS認定試験所は、顧客の要件に応じてAEC-Q200試験を独自に完遂し、試験レポートを出力することが可能です。
3- CODACAは、スマートコクピット向けに高信頼性・ワンストップの自動車グレードインダクタソリューションを提供します
CODACAは24年以上にわたりインダクタの研究開発に注力しており、自動車グレードのモールドインダクタ、自動車グレードの高電流電力インダクタ、デジタルアンプ用の自動車グレードインダクタ、および自動車グレードの共通モードチョークコイルなど、複数のシリーズを独自に開発してきました。多様なカテゴリに対応した高信頼性の自動車グレードインダクタソリューションをワンストップで提供し、車載電子機器におけるインダクタの小型化、低損失、高効率化のニーズに対応するとともに、自動車のスマートキャビンシステムの高効率かつ知能化された発展を支援しています。
3.1 自動車グレード高電流電力インダクタ
インテリジェントキャビンシステムでは、大電流電力インダクタは主に電源管理モジュールのDC-DCコンバータおよびフィルタ回路に使用されます。CODACAの自動車規格対応大電流電力インダクタは低損失・高飽和電流を特徴としており、最大飽和電流は422Aに達し、動作温度範囲は-55℃～+170℃です。これにより、複雑な自動車用電子環境にも適しています。
3.2 デジタルアンプ用自動車規格対応インダクタ
デジタルアンプ用インダクタは、主に車両キャビン内のオーディオ出力フィルタリングに使用されます。小型・高出力・低歪み・高信頼性が求められる自動車用パワーアンプの設計要件を満たすため、CODACAは複数シリーズの自動車規格対応デジタル電力インダクタを独自に開発しました。これにより、より高い変換効率と大きな出力電力を実現し、高忠実度のオーディオ性能を保証します。
3.3 自動車規格対応成形インダクタ
CODACAの自動車用成形インダクタは、低損失の磁性コア材料と革新的な電極技術を採用しており、インダクタの成形工程におけるコイルの歪みや製品の亀裂といった技術的課題に対応しています。これにより、インダクタ全体の損失を30%以上削減し、最高170°Cの高温で動作可能で、最大98%の電力効率を実現しています。これにより、自動車のコックピットシステムの信頼性とDC-DC変換効率が効果的に向上します。
3.4 EMI部品
共通モードチョークコイルおよび磁器ビーズは、自動車のコックピットにおける通信システムおよび電源フィルタ回路において、信号線と電源線間のノイズ干渉を抑制するために広く使用されています。CODACAは、自動車グレードの共通モードチョークコイルおよび磁器ビーズを含む、自動車用コックピット向けEMI部品の幅広いラインナップを提供しています。
自動車用電子製品カタログをご覧になりたい場合は、営業担当までお問い合わせいただくか、メールでお送りください。
EN