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O design da cabine está relacionado ao conforto e à segurança na condução e no transporte de um veículo. As cabines inteligentes integram diversas tecnologias de TI e inteligência artificial para criar uma plataforma digital integrada no interior do carro, proporcionando aos motoristas uma experiência inteligente e promovendo a segurança na condução. A constante atualização dos sistemas de cabine inteligente depende do suporte de componentes passivos. Os indutores desempenham papéis importantes nas cabines inteligentes, principalmente no armazenamento de energia, filtragem, supressão de ruídos e suavização de corrente. A escolha de indutores automotivos de alta confiabilidade ajudará a tornar as cabines automotivas mais eficientes e inteligentes.
1- Aplicações de Indutores Automotivos nas Cabines
Indutores estão integrados em quase todos os módulos do cockpit inteligente, incluindo infotenimento (amplificador de carro), display de informações de condução (painel de instrumentos/fonte de alimentação do HUD), interação homem-máquina (diálogo por voz, navegação), percepção e controle de condução inteligente (monitoramento interno do veículo, ar-condicionado dos assentos e outros acionamentos de motores), comunicação de rede, controlador de domínio do cockpit e muito mais.
De acordo com estatísticas de dados relevantes, o número de indutores utilizados por veículo de cockpit inteligente de alta gama atingirá entre 150 e 180 unidades até 2025, dos quais 50% são usados para gerenciamento de energia e 30% para sistemas de comunicação. Uma ampla faixa de temperatura de operação, excelente desempenho anti-vibração e alta confiabilidade (conforme normas AEC-Q200) tornaram-se requisitos padrão para indutores automotivos. Os cenários específicos de aplicação e requisitos dos indutores são os seguintes.
1.1 Sistemas de Informação e Entretenimento
Na fonte de alimentação boost DC-DC do amplificador de carro, o conversor DC-DC utiliza indutores de potência de alta corrente e indutores moldados para garantir operação estável sob condições contínuas de alta corrente. Além disso, são empregados indutores de baixo DCR para reduzir perdas por cobre. No circuito filtro do amplificador de áudio, indutores Classe D são usados para suprimir o howling de áudio causado pelo ripple da fonte de alimentação.
1.2 Sistemas de Exibição de Informações
O sistema inteligente de exibição de informações da cabine inclui um display central de grande tamanho, um painel de instrumentos totalmente em LCD, HUD, etc., geralmente adotando indutores moldados e indutores de alta frequência (frequência de operação 2 MHz). Dentre eles, o indutor moldado possui alta densidade de potência, alta eficiência, etc., atendendo aos requisitos de corrente estável dos dispositivos de exibição; os indutores de alta frequência são utilizados em interfaces veiculares de alta velocidade (como Ethernet, USB, etc.), suprimindo ruídos de alta frequência quando as taxas de transmissão aumentam, garantindo a qualidade do sinal; a interface do barramento CAN adota bobinas de modo comum para evitar que os dados do instrumento sejam interferidos pelos motores, causando cintilação na tela.
1.3 Sistema de interação homem-máquina
Tamanhos pequenos de indutores de potência são geralmente configurados em circuitos de sensores de tela sensível ao toque e detecção biométrica; o filtro de potência para redução de ruído em controles por voz (como matrizes de microfones) utiliza contas de ferrite para filtrar ruídos de alta frequência introduzidos pelos carregadores veiculares.
1.4 Sistema de comunicação em rede
Nas linhas de transmissão de dados de monitoramento automotivo, combina-se indutores de alta frequência + módulos PoC para permitir o fornecimento de energia DC e a transmissão de sinal de vídeo na mesma linha. Os produtos indutores exigem características de ampla frequência operacional e alta impedância. Em interfaces de comunicação Ethernet gigabit, geralmente são utilizados indutores de modo comum para suprimir o ruído em modo comum dos sinais diferenciais.
1.5 Controlador de Domínio da Cabine
O controlador do domínio da cabine é o "cérebro" do sistema de entretenimento e informação do veículo, painel digital, HUD, controle de ar condicionado e até mesmo algumas funções ADAS, que exigem uma fonte de alimentação estável e pura. O papel principal dos indutores no controlador do domínio da cabine é o armazenamento de energia e filtragem em conversores de potência CC-CC.
1.6 Espelho retrovisor traseiro com transmissão contínua
Espelhos retrovisores traseiros com transmissão contínua capturam principalmente as condições reais da estrada atrás do veículo usando câmeras externas de alta definição, exibindo as imagens em uma tela ao invés de espelhos tradicionais. Como componente fundamental nos sistemas de gerenciamento de energia e no projeto de compatibilidade eletromagnética, os indutores também são amplamente utilizados nos circuitos de espelhos retrovisores com transmissão contínua.
Esquema de Aplicação do Painel Inteligente Automotivo
2- Requisitos de Desempenho para Indutores em Painéis Inteligentes
Cockpit inteligente, como o módulo central da eletrônica automotiva, impõe requisitos extremamente rigorosos aos indutores, necessitando garantir fornecimento de energia estável, sinais puros e conversão eficiente de energia em ambientes complexos. Combinando padrões técnicos do setor e práticas de produtos, os principais requisitos de desempenho para indutores são os seguintes:
2.1 Adaptabilidade ambiental e alta confiabilidade
Capacidade de ampla faixa de temperatura: Suporta temperaturas operacionais de -55 ℃ a +150 ℃ ou superiores (algumas aplicações no compartimento do motor exigem até +170 ℃), para acomodar a operação contínua de módulos eletrônicos da cabine (como a tela de controle central, controlador ADAS) em ambientes de frio extremo ou altas temperaturas.
2.2 Alta eficiência e baixa perda
Selecionar indutores com baixo DCR pode reduzir as perdas CC no indutor, resultando em menores perdas de potência e maior eficiência de conversão, além de melhorar efetivamente a velocidade de resposta do cockpit inteligente. Os indutores automotivos moldados da CODACA, por meio da inovação em materiais e processos, reduziram o DCR em 30% e aumentaram a eficiência de potência para mais de 98%.
2.3 Alta Corrente de Saturação e Características de Saturação Suave
O indutor deve suportar correntes de pico transitórias sem saturar, garantindo que o chip SoC não sofra colapso de tensão durante aumentos repentinos na capacidade de computação. Alguns dos indutores de alta corrente automotivos da CODACA utilizam materiais de núcleo magnético de pó de liga desenvolvidos internamente, que apresentam excelentes características de saturação suave, com uma corrente máxima de saturação de até 422A.
2.4 Alta Frequência e Supressão de Ruído
Com a ampla adoção de dispositivos SiC e GaN, a frequência do fornecedor de energia usado em cockpits inteligentes precisa suportar mais de 2 MHz, exigindo indutores com baixa perda no núcleo e alta frequência de ressonância própria para evitar a degradação da eficiência causada pela comutação de alta frequência. Em termos de supressão de ruído, indutores moldados totalmente blindados podem reduzir eficazmente o ruído de alta frequência, enquanto os filtros de modo comum são utilizados nos cockpits automotivos para suprimir interferências de ruído em modo comum nas linhas de alimentação e sinal.
2.5 Miniatuarização e Alta Integração
Para se adaptar à disposição de alta densidade dos sistemas eletrônicos da cabine automotiva, os indutores requerem designs pequenos e compactos. Os indutores moldados de qualidade automotiva da CODACA têm um tamanho mínimo de 4 mm x 4 mm x 2 mm, atendendo às demandas de tamanho reduzido, alta corrente e alta densidade de potência por meio de inovações em processos e materiais.
2.6 Testes de confiabilidade de produtos automotivos AEC-Q200
Os indutores para cockpits inteligentes devem passar nos testes de confiabilidade AEC-Q200 para produtos automotivos, garantindo o funcionamento confiável e estável da eletrônica veicular em ambientes complexos. Os testes de confiabilidade para indutores incluem principalmente mais de dez itens, como ciclagem térmica, armazenamento em alta temperatura, teste de alta umidade, teste de vibração, teste de choque mecânico e teste de soldabilidade. O laboratório CNAS da CODACA pode concluir independentemente os testes AEC-Q200 conforme as exigências dos clientes e emitir relatórios de teste.
3- CODACA Oferece Soluções de Indutores Automotivos de Alta Confiabilidade e Prontas para Uso para Cockpits Inteligentes
A CODACA tem se dedicado à pesquisa e desenvolvimento de indutores por mais de 24 anos e desenvolveu independentemente várias séries, como indutores moldados automotivos, indutores de potência automotivos de alta corrente, indutores automotivos para amplificadores digitais e indutores comuns automotivos. Oferece uma solução completa de indutores automotivos com múltiplas categorias e alta confiabilidade, destinada à eletrônica automotiva, atendendo às demandas do interior do veículo quanto à miniaturização, baixa perda e alta eficiência dos indutores, além de contribuir para o desenvolvimento eficiente e inteligente dos sistemas de cabine inteligente do automóvel.
3.1 Indutor de potência automotivo de alta corrente
Em sistemas de cabine inteligentes, indutores de alta corrente são utilizados principalmente em conversores CC-CC de módulos de gerenciamento de energia e circuitos de filtragem. Os indutores automotivos de alta corrente da CODACA apresentam baixa perda e alta corrente de saturação, com a corrente de saturação máxima chegando a 422 A e uma faixa de temperatura de trabalho de -55 ℃ a +170 ℃, tornando-os adequados para ambientes eletrônicos automotivos complexos.
3.2 Indutor automotivo para amplificador digital
Os indutores para amplificadores digitais são utilizados principalmente na filtragem de saída de áudio nas cabines dos veículos. Para atender aos requisitos de projeto dos amplificadores de potência automotivos quanto a tamanho reduzido, alta potência, baixa distorção e alta confiabilidade, a CODACA desenvolveu independentemente diversas séries de indutores de potência digitais automotivos, alcançando maior eficiência de conversão e maior potência de saída, garantindo desempenho de áudio de alta fidelidade.
3.3 Indutor moldado automotivo
O indutor moldado automotivo da CODACA utiliza materiais de núcleo magnético de baixa perda e tecnologia inovadora de eletrodos para resolver desafios técnicos como o desalinhamento da bobina e rachaduras no produto durante o processo de moldagem do indutor. Ele reduz a perda total do indutor em mais de 30%, opera em alta temperatura de até 170°C e alcança uma eficiência de potência de até 98%, melhorando efetivamente a confiabilidade dos sistemas de cockpit automotivo e a eficiência de conversão DC-DC.
3.4 Componentes EMI
Os filtros de modo comum e as contas magnéticas são amplamente utilizados nos sistemas de comunicação e circuitos de filtro de energia dos cockpits automotivos para suprimir interferências de ruído entre linhas de sinal e linhas de alimentação. A CODACA oferece uma gama de componentes EMI para cockpits automotivos, incluindo filtros de modo comum e contas magnéticas automotivas.
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