EN
Hızlı Bağlantılar
Elektronik teknolojisinin gelişmeye devam etmesiyle birlikte, küçük boyutlu ve yüksek performanslı endüktörler çeşitli elektronik cihazlarda daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunların arasında alt elektrotlu kalıplanmış güç endüktörü, kompakt yapısı, yüksek güvenilirliği ve üstün performansıyla yüksek yoğunluklu, yüksek frekanslı elektronik sistemler için tercih edilen bir bileşen haline gelmiştir. Geleneksel sarım tipi endüktörlere kıyasla sahip olduğu kapsamlı performans avantajları, özellikle minyatürleştirme, yüksek güvenilirlik ve düşük EMI hedeflenen uygulamalarda öne çıkmaktadır. Bu makalede, alt elektrotlu kalıplanmış endüktörlerin avantajları ve ürün seçimi detaylı olarak açıklanacak olup, güç tasarım mühendisleri için bir referans sunulması amaçlanmaktadır.
1- Alt Elektrotlu Kalıplanmış Endüktörlerin Avantajları
Kalıplanmış indüktörler iki türde gelir: biri L-tipi elektrodlar kullanırken diğeri alt elektrodlar kullanır. Alt elektrotlu kalıplanmış güç indüktörü, bobini ve manyetik çekirdeği tek bir birim halinde kaplayarak ve elektrodları alt tarafa yerleştirerek daha yüksek entegrasyon ve performans optimizasyonu sağlayan yeni bir kalıp sürecinden yararlanır.
Şekil 1. Alt elektrotlu kalıplanmış güç indüktör yapısı
Alt elektrotlu kalıplanmış güç indüktörünün avantajları özellikle aşağıdaki yönlerde kendini gösterir:
◾ Küçültme ve Yüksek Yoğunluklu Entegrasyon: Devre kartı (PCB) kullanım alanını azaltır ve montaj yoğunluğunu artırır. Geleneksel sarım indüktörlere kıyasla alt elektrotlu kalıplanmış güç indüktörleri daha küçük hacme sahiptir ve bu da onları sınırlı alana sahip taşınabilir cihazlar ile yüksek yoğunluklu güç modüllerine özel olarak uygundur.
◾ Düşük DA Direnci (DCR): Bobin sargı metodunun ve elektrot tasarımının optimize edilmesiyle indüktör daha düşük DCR değerine ulaşabilir, bu da güç kaybını azaltır ve dönüştürme verimliliğini artırır (özellikle düşük voltaj, yüksek akım uygulamalarında üstün performans gösterir).
◾ Yüksek Güvenilirlik: Bobin ucuna T-çekirdek tozu ile bükülerek basınçlı kalıplama yapılarak katı alt elektrot oluşturulur. Bu işlem, lehim lemesi gücünü artırır ve ek kaynaklı terminallerin kullanımını gerektirmez, açık devre riskini ortadan kaldırarak ürün güvenilirliğini artırır.
Alt elektrotlu tip, ürün yapısı, elektriksel performansı ve uygulama açısından önemli avantajlar sunan yenilikçi kalıplanmış güç indüktör teknolojisidir. Otomotiv DC-DC dönüştürücüler, ADAS sistemleri, güç modülleri, yüksek frekanslı anahtarlamalı güç kaynakları, motor sürücüler, fotovoltaik invertörler ve haberleşme ekipmanları gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
2- Alt Elektrotlu Kalıplanmış Güç İndüktörleri Seçim Kılavuzu
Codaca farklı müşteri uygulamalarına uygun farklı malzeme özelliklerine sahip endüktörler geliştirmiştir. Müşterilerin en uygun güç endüktörünü seçmelerine yardımcı olmak için aşağıda, çeşitli elektriksel karakteristiklerin karşılaştırmasıyla birlikte Codaca'nın endüstriyel sınıf alt elektrodlu kalıplanmış endüktörlerinin temsili modelleri olan CSEG, CSEC, CSEB ve CSEB-H sergilenmiştir.
2.1 CSEG : Ultra Düşük DCR, Düşük Frekans Aralığında En Düşük Kayıp
◾ Manyetik Korumalı Yapı: Elektromanyetik girişime (EMI) karşı güçlü direnç.
◾ Kalıplanmış Yapı: Ultra düşük akustik gürültü.
◾ Yumuşak Doyma Karakteristiği: Yüksek tepe akımlarına dayanır.
◾ Ultra Düşük DCR: En yüksek Irms (sıcaklık artışı akımı).
◾ Düşük frekans aralığında (700 kHz'in altında) en düşük güç kaybını sağlar.
◾ İnce Tasarım: Alan tasarrufu sağlar, yüksek yoğunluklu montaja uygundur.
◾ Çalışma Sıcaklığı: -40°C ile +125°C arasında (bobin kendi ısınmasını dahil).
2.2 CSEC : Yüksek Doyma Akımı, Yüksek Frekans Aralığında En Düşük Kayıp
◾ Manyetik Kalkanlama Yapısı: Güçlü EMI direnci.
◾ Kalıplanmış Yapı: Ultra düşük akustik gürültü.
◾ Ultra Yüksek Isat (Doyma Akımı).
◾ Yumuşak Doyma Karakteristiği: Daha yüksek tepe akımlarına dayanır.
◾ Yüksek frekans aralığında (700 kHz ile 3 MHz) en düşük güç kaybını sağlar.
◾ İnce Tasarım: Alan tasarrufu sağlar, yüksek yoğunluklu montaja uygundur.
◾ Çalışma Sıcaklığı: -40°C ile +125°C arasında (bobin kendi ısınmasını dahil).
2.3 CSEB : Ürün Boyutları ve Modellerinde Geniş Çeşitlilik
◾ Manyetik Kalkanlama Yapısı: Güçlü EMI direnci.
◾ Kalıplanmış Yapı: Ultra düşük akustik gürültü.
◾ Farklı boyutlarda ve endüktans değerlerinde (maksimum boyut 1510).
◾ Yumuşak Doyma Karakteristiği: Yüksek tepe akımlarına dayanır.
◾ İnce Tasarım: Alan tasarrufu sağlar, yüksek yoğunluklu montaja uygundur.
◾ Standart ürün AEC-Q200 uyumludur.
◾ Çalışma Sıcaklığı: -40°C ile +125°C arasında (bobin kendi ısınmasını dahil).
2.4 CSEB-H : Düşük DCR ve Yüksek Sıcaklık Artışı Akımı
◾ Manyetik Kalkanlama Yapısı: Güçlü EMI direnci.
◾ Kalıplanmış Yapı: Ultra düşük akustik gürültü.
◾ Düşük DCR.
◾ Yüksek Irms (Sıcaklık Artışı Akımı).
◾ Yumuşak Doyma Karakteristiği: Yüksek tepe akımlarına dayanır.
◾ İnce Tasarım: Alan tasarrufu sağlar, yüksek yoğunluklu montaja uygundur.
◾ Standart ürün AEC-Q200 uyumludur.
◾ Çalışma Sıcaklığı: -40°C ile +125°C arasında (bobin kendi ısınmasını dahil).
2.5 Performans Parametre Karşılaştırması
Yukarıda bahsedilen dört adet yüksek performanslı kalıplanmış güç indüktörü serisi, Codaca tarafından bağımsız olarak geliştirilmiş ve tasarlanmıştır. Tüm seriler yüksek güvenilirliğe ve manyetik kalkan yapıya sahiptir ancak her seri kendine özgü performans avantajlarına sahiptir.
Tablo 1. Çeşitli Kalıplanmış İndüktör Özelliklerinin Performans Özeti
En kolay seçim yöntemi, Codaca resmi web sitesindeki "Güç İndüktörü Bulucu" ve "Güç İndüktörü Kayıp Karşılaştırması" araçlarını kullanmaktır. Sistem, girdiğiniz çalışma koşullarına göre (akım, dalgalanma, sıcaklık, çalışma frekansı vb.) her bir ürünün performansını gösterecektir.
◾Isat Doyma Akımı Karşılaştırması
4.7 μH'lik bir endüktans değeri örneği ele alındığında, aynı boyutta ancak farklı serilere ait ürünler karşılaştırılmıştır.
CSEG, CSEB-H ve CSEB ile karşılaştırıldığında, CSEC serisi daha yüksek doyma akımı kapasitesi sunar ve bu nedenle yüksek tepe akımı toleransı gerektiren uygulamalar için ideal seçimdir.
Şekil 2. Çeşitli Kalıplanmış Endüktans Özellikleri için Endüktans vs. Doyma Akımı Eğrisi Karşılaştırması
◾ Isınma Nedeniyle Oluşan Akım (Irms) Karşılaştırması
4,7µH endüktans değerini örnek alarak, farklı serilere ait aynı boyuttaki ürünleri karşılaştırıyoruz.
Tablo 2. Çeşitli Kalıplanmış Endüktans Özellikleri için Karakteristik Parametre Karşılaştırma Tablosu
Yukarıdaki karşılaştırma tablosundan, ultra düşük DCR'nin yanı sıra, CSEG serisinin sıcaklık artışı akımı, CSEC, CSEB-H ve CSEB serilerine kıyasla yaklaşık %40 daha yüksek olup, aynı çalışma koşullarında daha düşük sıcaklıkta çalışmasına olanak tanır.
Şekil 3. Entegre kalıplanmış endüktörlerin çeşitli özellikleri için sıcaklık artışı akımı eğrilerinin karşılaştırılması
◾ Güç Kaybı Karşılaştırması
4,7µH endüktans değerini örnek alarak, her bir serinin kayıp karakteristikleri standart döngü testi kullanılarak test edildi.
Test Koşulları: Akım = 10,5A, Dalgalanma = %40, Frekans Aralığı = 100-3000 kHz, B = 3mT.
Şekil 4. Çeşitli Kalıplanmış Endüktör Modellerinin Güç Kaybı Karşılaştırması
Yukarıdaki eğri analizine göre, CSEG serisi 700 kHz'in altında en düşük toplam kayba sahiptir. 700 kHz'in üzerinde ise CSEC serisi en düşük kayba sahiptir. CSEB ve CSEB-H serileri ise orta düzeyde kayba sahiptir.
3- Ek Ürün Serileri
Yukarıdaki karşılaştırma, endüstriyel sınıf alt elektrotlu kalıplanmış endüktörlerin temel özelliklerine odaklanmaktadır. Otomotiv elektroniği uygulamaları için Codaca, VSEB ve VSEB-H serileri gibi çeşitli otomotiv sınıfı kalıplanmış endüktör ürün modelleri geliştirmiştir.
Şekil 5. Codaca Otomotiv Sınıfı Kalıplanmış Endüktörler (kırmızı daireyle vurgulanmıştır)
Codaca'nın otomotiv sınıfı alt elektrotlu kalıplanmış güç indüktörleri, düşük kayıplı alaşımlı toz çekirdek malzemesini ve geliştirilmiş kalıplama sürecini kullanır ve düşük kayıp, yüksek verimlilik ve geniş uygulama frekans aralığı sunar. Kompakt tasarımı yer tasarrufu sağlar ve yüksek yoğunluklu montaja uygundur. Tüm ürünler AEC-Q200 standardına uyar. Çalışma sıcaklık aralığı -55°C ile +165°C arasındadır (sargı kendiliğinden ısınmasını dahil) ve otomotiv elektroniğinin karmaşık kullanım ortamlarına adapte olur.