EN
Snabblänkar
Eftersom elektronikteknologin fortsätter att utvecklas används allt mindre och högpresterande induktorer allt mer i olika elektroniska enheter. Bland dessa har den formade effektinduktorn med elektroder i botten, tack vare sin kompakta struktur, höga tillförlitlighet och utmärkta prestanda, blivit en föredragen komponent för högdensitets- och högfrekvens-elektroniksystem. Dess sammanlagda prestanda är bättre än hos traditionella lindade induktorer, särskilt i tillämpningar där man eftersträvar miniatyrisering, hög tillförlitlighet och låg EMI. I denna artikel kommer fördelarna med och produkval av formade induktorer med elektroder i botten utförligt beskrivas, med syfte att ge ett stöd för konstruktörer inom kraftelektronik.
1 - Fördelar med formade induktorer med elektroder i botten
Formgjutna induktorer finns i två typer: en som använder L-typ elektroder och en annan som använder bottenelektroder. Den formgjutna effektinduktorn med bottenkontakt använder en ny formgjutningsprocess, vilken kännetecknas av att spolen och den magnetiska kärnan inkapslas till en enhet och att elektroderna placeras på undersidan, vilket möjliggör högre integration och prestandaoptimering.
Figur 1. Struktur för formgjuten effektinduktor med bottenkontakt
Fördelarna med formgjuten effektinduktor med bottenkontakt visas främst inom följande områden:
◾ Miniatyrisering och hög integrationsgrad: Den kan minska ytan på kretskortet och öka monteringsdensiteten. Jämfört med traditionella lindade induktorer har formgjutna effektinduktorer med bottenkontakt en mindre volym, vilket gör dem särskilt lämpliga för platskrävande portabla enheter och kraftmoduler med hög densitet.
◾ Låg DC-motstånd (DCR): Genom att optimera lindningsmetoden och elektroddesignen kan induktorn uppnå ett lägre DCR, vilket minskar effektförlusterna och förbättrar omvandlingseffektiviteten (särskilt framstående i lågspännings- och högströmscenarier).
◾ Hög tillförlitlighet: Spolens ände böjs och formsprutas med T-kärnspulver för att bilda en solid bottenelektrod. Detta ökar lödplattans hållfasthet och eliminerar behovet av ytterligare svetsade anslutningar, vilket tar bort risken för öppna kretsar och förbättrar produktens tillförlitlighet.
Som en innovativ formad effektinduktorteknik erbjuder typen med bottenelektrod betydande fördelar vad gäller produktstruktur, elektrisk prestanda och applikationsanvändning. Den används brett inom områden som bilars DC-DC-omvandlare, ADAS-system, effektmoduler, högfrekventa switchaggregat, motordrivsystem, solcellsinverterare och kommunikationsutrustning.
2- Valguide för formade effektinduktorer med bottenelektrod
Codaca har utvecklat induktorer med olika materialkarakteristika för att passa olika kundapplikationer. För att hjälpa kunder att välja den mest lämpliga effektinduktor finns nedan representativa modeller av Codacas industriella, undersida-elektrod, formgjutna induktorer – CSEG, CSEC, CSEB och CSEB-H – med en jämförelse av deras elektriska egenskaper.
2.1 CSEG : Ultralåg DCR, lägsta förlust i lågfrekvensområdet
◾ Magnetisk skärmstruktur: Stark resistens mot elektromagnetisk störning (EMI).
◾ Formgjuten konstruktion: Ultralågt akustiskt brus.
◾ Mjuka mättnadsegenskaper: Tål höga toppströmmar.
◾ Ultralåg DCR: Högst Irms (temperaturstigningsström).
◾ Uppnår lägsta effektförlusten i lågfrekvensområdet (under 700 kHz).
◾ Slimdesign: Sparar plats, lämplig för tät montering.
◾ Driftstemperatur: -40°C till +125°C (inklusive spolens egen uppvärmning).
2.2 CSEC : Hög mättningsström, lägsta förlust i högfrekvensområdet
◾ Magnetiskt skärmskydd: Stark resistens mot EMI.
◾ Formgjuten konstruktion: Ultralågt akustiskt brus.
◾ Ultra-hög Isat (mättnadström).
◾ Mjuka mättnadsegenskaper: Tål högre toppströmmar.
◾ Uppnår de lägsta effektförlusterna i högfrekvensområdet (700 kHz till 3 MHz).
◾ Slimdesign: Sparar plats, lämplig för tät montering.
◾ Driftstemperatur: -40°C till +125°C (inklusive spolens egen uppvärmning).
2.3 CSEB : Omfattande sortiment av produkstorlekar och modeller
◾ Magnetiskt skärmskydd: Stark resistens mot EMI.
◾ Formgjuten konstruktion: Ultralågt akustiskt brus.
◾ Vid uppspektrum av storlekar och induktansvärden (maxstorlek 1510).
◾ Mjuka mättnadsegenskaper: Tål höga toppströmmar.
◾ Slimdesign: Sparar plats, lämplig för tät montering.
◾ Standardprodukt är AEC-Q200-kompatibel.
◾ Driftstemperatur: -40°C till +125°C (inklusive spolens egen uppvärmning).
2.4 CSEB-H : Låg DCR och hög temperaturhöjningsström
◾ Magnetiskt skärmskydd: Stark resistens mot EMI.
◾ Formgjuten konstruktion: Ultralågt akustiskt brus.
◾ Låg DCR.
◾ Hög Irms (temperaturhöjningsström).
◾ Mjuka mättnadsegenskaper: Tål höga toppströmmar.
◾ Slimdesign: Sparar plats, lämplig för tät montering.
◾ Standardprodukt är AEC-Q200-kompatibel.
◾ Driftstemperatur: -40°C till +125°C (inklusive spolens egen uppvärmning).
2.5 Jämförelse av prestandaparametrar
De fyra serier av högpresterande formade effektinduktorer som nämns ovan är självständigt utvecklade och designade av Codaca. Alla serier kännetecknas av hög tillförlitlighet och en magnetisk skärmdesign, men varje serie har sina unika prestandafördelar.
Tabell 1. Sammanfattning av prestanda för olika formade induktorspecifikationer
Det enklaste sättet att välja är att använda verktygen "Power Inductor Finder" och "Power Inductor Loss Comparison" på Codacas officiella webbplats. Systemet visar prestandan för varje produkt baserat på de angivna driftvillkoren (ström, växlande ström, temperatur, driftfrekvens, etc).
◾Jämförelse av Isat mättningströmmen
Med ett induktansvärde på 4,7 μH som exempel jämförs produkter av samma storlek men från olika serier.
I jämförelse med CSEG, CSEB-H och CSEB erbjuder CSEC-serien högre mättningströmskapacitet, vilket gör den till det idealiska valet för applikationer som kräver hög toppströmstolerans.
Figur 2. Jämförelse av induktans kontra mättningsström kurva för olika formgjutna induktorspecifikationer
◾ Jämförelse av Irms (temperaturstegrasström)
Med ett induktansvärde på 4,7 µH som exempel jämför vi produkter av samma storlek från olika serier.
Tabell 2. Jämförelsetabell för karakteristiska parameter för olika formgjutna induktorspecifikationer
Från jämförelsetabellen ovan har CSEG-serien, utöver sin extremt låga DCR, en temperaturstegrasström som är cirka 40 % högre än hos CSEC-, CSEB-H- och CSEB-serierna, vilket gör att den kan arbeta vid lägre temperatur under samma arbetsförhållanden.
Figur 3. Jämförelse av temperaturstegrasströmkurvor för olika specifikationer av integrerade formgjutna induktorer
◾ Jämförelse av effektförlust
Med ett induktansvärde på 4,7 µH som exempel testades förlustkarakteristikerna för varje serie med en standard loop-test.
Testvillkor: Ström = 10,5 A, Vågtopp = 40 %, Frekvensområde = 100–3000 kHz, B = 3 mT.
Figur 4. Jämförelse av effektförlust för olika modeller av formgjutna induktorer
Utifrån kurvanalysen ovan har CSEG-serien lägst total förlust under 700 kHz. CSEC-serien har lägst förlust över 700 kHz. CSEB- och CSEB-H-serierna har måttliga förluster.
3- Ytterligare produktsystem
Jämförelsen ovan fokuserar på huvudegenskaperna hos industriella formgjutna induktorer med nedre elektrod. För tillämpningar inom bilindustrin har Codaca utvecklat flera motsvarande automobila formgjutna induktorprodukter, såsom VSEB- och VSEB-H-serierna.
Figur 5. Codacas automobila formgjutna induktorer (markerade med röd cirkel)
Codacas kraftinduktorer av bilklass med bottenplacering och formad elektrod använder ett kärnmaterial av legeringspulver med låga förluster samt en förbättrad formningsprocess, vilket ger låga förluster, hög verkningsgrad och ett brett tillämpningsfrekvensområde. Den kompakta designen sparar plats och är lämplig för tätt monterade lösningar. Alla produkter uppfyller standarden AEC-Q200. Driftstemperaturområdet kan sträcka sig från -55°C till +165°C (inklusive spolens egen uppvärmning), vilket gör dem anpassade till de komplexa användningsmiljöerna inom bil elektronik.