CODACA 자동차용 인덕터가 신에너지 차량 DC/DC 컨버터의 변환 효율을 효과적으로 향상시킴
최근 몇 년간 신에너지 차량 생산 및 판매량이 증가함에 따라 시장에서 DC/DC 컨버터에 대한 수요는 지속적으로 증가하고 있습니다. DC/DC 컨버터는 전기자동차, 연료전지차량, 하이브리드 차량과 같은 신에너지 차량에서 매우 중요한 역할을 합니다. 적용 목적에 따라 신에너지 차량에 사용되는 DC/DC 컨버터의 일반적인 토폴로지에는 부스트(BOOST), 백(BUCK), 백-부스트(BUCK-BOOST)가 포함됩니다.
DC/DC 컨버터는 에너지 전달 부품으로서 에너지 이용 효율을 향상시키고, 에너지 절약 및 환경 보호를 실현하며 탄소 배출 절정화 및 탄소 중립 목표 달성에 기여하기 위해 높은 변환 효율 요구사항을 충족해야 합니다. 현재 DC/DC 컨버터의 효율은 98% 이상에 달할 수 있으며 이는 인덕터, 캐패시터, 저항, 스위칭 튜브 등 여러 부품의 손실과 직결되어 있습니다.
인덕터는 DC/DC 컨버터의 핵심 구성 요소 중 하나로 널리 사용되고 있습니다. 코일 및 자성 코어 소재 선택과 제조 공정은 DC/DC 컨버터의 변환 효율과 안정성, 신뢰성에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 차량용 전원 장치를 위한 DC/DC 컨버터 설계 시 고품질이자 고신뢰성을 갖춘 자동차용 인덕터를 선택하는 것이 매우 중요합니다.
그림 1. 차량용 DC/DC 컨버터에서의 인덕터 적용
1. 차량용 DC/DC 컨버터 인덕터 설계 요구사항
1.1 낮은 손실: 차량용 DC/DC 컨버터의 작동 주파수는 상대적으로 높아 500KHz 또는 심지어 1MHz에 달할 수 있습니다. 따라서 고주파 응용에서 코어 손실을 줄이고 발열을 최소화하며 출력 효율을 향상시키기 위해 낮은 손실의 철심 소재로 인덕터를 설계해야 합니다.
1.2 고내압 특성: 신에너지 차량에는 파워 배터리, 구동 모터, 차량용 컨트롤러 등과 같은 고전압 부품이 많습니다. 이 중 모터 구동 시스템의 전압은 400V 또는 800V 이상입니다. DC/DC 컨버터의 핵심 구성 요소인 인덕터는 고전압을 견딜 수 있는 능력이 있어야 합니다.
1.3 고전류 특성: 대부분의 자동차 전자 회로는 고밀도 및 고출력 설계를 채택하고 있으며, 인덕터는 높은 과도 피크 전류 조건에서도 충분한 인덕턴스 값을 유지하여 회로의 정상적인 작동을 보장해야 합니다. 동시에 장시간 동안 지속적인 고전류 출력을 견뎌내며 인덕터 표면 온도 상승가치가 규정된 값을 초과하지 않도록 유지할 필요가 있습니다.
1.4 높은 신뢰성: DC/DC 컨버터의 작동 환경은 복잡하며, 엔진 룸 내 고온, 차량 진동, 배터리 전압의 심한 변동과 같은 문제에 직면하게 됩니다. 이는 인덕터 제품의 신뢰성에 높은 요구를 하게 되며, 기계적 충격 및 진동, 열 충격, 고온 및 고전압 등에 대한 우수한 저항 성능을 요구합니다.
1.5 소형 설계: 자동차 전원 시스템의 통합 트렌드(예: DC/DC+OBC 2-인-1 및 DC/DC+OBC+PDU 3-인-1 제품)에 따라 고전력 밀도와 고효율이 자동차 전원 기술의 발전 방향이 되고 있습니다. 인덕터의 경우, 소형화 및 경량화가 DC/DC 컨버터의 소형 부피 및 고밀도 장착 요구사항을 충족하기 위한 설계 조건으로 자리잡고 있습니다.
1.6 방해 저항성: 자동차 전자 부품들의 통합화 및 고밀도 장착으로 인해 전자기 간섭 문제들이 발생하고 있습니다. 인덕터는 자기 차폐 구조로 설계되어 차폐 효과를 향상시키고 전자기 간섭을 효과적으로 감소시킵니다.
2. CODACA의 자동차용 등급 인덕터, 자동차 DC/DC 컨버터용
코다카 전자는 24년의 인덕터 연구 개발 경험을 갖춘 성형 인덕터 및 고전류 인덕터 전문 제조사로서, 자동차용 인덕터 VSRU, VSAB, VSEB 시리즈를 개발 설계하여 저손실, 고신뢰성, 고전류 내성을 특징으로 하는 자동차 DC/DC 컨버터에 널리 적용되고 있습니다. 해당 제품들은 대량 생산되어 여러 자동차 제조 프로젝트에 폭넓게 사용되고 있습니다.
복잡한 환경에서도 인덕턴스 제품이 장기간 안정적으로 작동할 수 있도록 보장하기 위해 코다카의 자동차용 인덕터는 엄격한 제품 테스트를 통과하였으며 AEC-Q200 Grade 0 신뢰성 테스트 인증을 충족합니다. 작동 온도 범위는 -55 ℃에서 +155 ℃ (최대 165 ℃)까지입니다.
2.1 자동차용 초고전류 인덕터 VSRU 시리즈
인덕턴스 값 범위 VSRU27 시리즈 자동차용 고전류 인덕터의 인덕턴스 값 범위는 1.00-15.00 μH이며, 포화 전류는 최대 100A이고, 최소 DCR은 0.46mΩ입니다.
VSRU27 시리즈는 평면 코일 권선과 저손실 자성 코어 소재 설계를 채택하여 직류 및 교류 저항이 매우 낮아 고전류 조건에서 장시간 동작 시에도 낮은 온도 상승 효과를 유지할 수 있습니다. 대칭형 에어 갭 구조 설계는 코어 내 자기선밀도 분포를 균일하게 하여 인덕터의 포화 저항성을 향상시키고, 일시적인 고전류 상태에서도 우수한 직선성을 유지하도록 합니다. VSRU27 시리즈 베이스에는 제3의 납땜 단자를 추가하여 인덕터의 진동 저항 성능과 신뢰성을 효과적으로 개선했습니다.
2.2 자동차 등급 몰드 인덕터 VSAB 시리즈
그 VSAB 시리즈 자동차 등급 몰드 인덕터 0.47-82.00 μH의 인덕턴스 범위와 최대 24A의 포화 전류를 제공합니다.
VSAB 시리즈는 몰딩 구조를 채택하여 자심의 활용도가 높고 우수한 전기 성능과 높은 기계적 강도를 갖추고 있습니다. 자성 물질은 특수한 혼합 분말 설계를 적용하여 뛰어난 내전압 성능을 제공합니다. 코일은 자분말에 매립되어 자기 차폐 구조를 형성하여 강한 전자기 간섭 저항성과 초저소음 특성을 가지고 있습니다. 또한, 일체형 인덕터의 경량 설계를 통해 설치 공간을 절약할 수 있어 고밀도 실장에 적합합니다.
2.3 자동차 등급 통합 몰드형 인덕터 VSEB-H 시리즈
그 자동차 등급 통합형 인덕터 VSEB-H 시리즈 0.47 ~ 22.00 μH의 인덕턴스 범위를 가지며, 최대 포화 전류는 18.2A입니다.
VSEB-H 시리즈는 평면 코일 권선 방식과 저손실 합금 분말의 열압성형 기술, T-Core 자기회로 설계를 채택하고 있습니다. 코일이 쉽게 변형되거나 기울어지지 않아 인덕터의 전기적 특성 일관성과 제품 신뢰성을 보장합니다. 열압 공정을 통해 자기회로 밀도가 증가하고 제조 과정 중 다양한 위험 요소를 감소시켰습니다. 본 제품은 높은 포화전류, 낮은 손실, 넓은 응용 주파수 대역 및 높은 신뢰성 등의 특징을 가지고 있습니다.
다양한 적용 시나리오에 따라 Codaca 일렉트로닉스(Electronics)는 고객에게 다양한 맞춤형 자동차 등급 인덕터 솔루션도 제공하고 있습니다. 샘플 요청 또는 보다 상세한 정보 확인을 원하시면 온라인 고객 서비스 팀에 문의해 주십시오.
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