EN
Швидкі посилання
Оскільки електронні технології продовжують розвиватися, все ширшого поширення в різних електронних пристроях набувають індуктивності малого розміру та високопродуктивні. Серед них індуктивність живлення з нижніми контактами у формі має компактну структуру, високу надійність і відмінні характеристики, що робить її переважним компонентом для електронних систем з високою густотою та високою частотою. Її загальні характеристики перевершують традиційні дротяні котушки індуктивності, особливо в застосуваннях, де прагнуть до мініатюризації, високої надійності та низького рівня електромагнітних перешкод (EMI). У цій статті детально розглядаються переваги та вибір продуктів індуктивностей з литими нижніми контактами з метою надання довідки інженерам-конструкторам блоків живлення.
1- Переваги литих індуктивностей з нижніми контактами
Пресовані індуктори бувають двох типів: з електродами типу L та з нижніми електродами. Пресований силовий індуктор з нижніми електродами використовує новий процес формування, який полягає в тому, що котушку та магнітне осердя об'єднують в єдиний блок і розміщують електроди знизу, забезпечуючи таким чином вищий ступінь інтеграції та оптимізацію продуктивності.
Малюнок 1. Конструкція пресованого силового індуктора з нижніми електродами
Переваги пресованого силового індуктора з нижніми електродами виявляються в наступних аспектах:
◾ Мініатюризація та висока щільність інтеграції: дозволяє зменшити займану площу на друкованій платі та підвищити щільність монтажу. Порівняно з традиційними дротяними індукторами, пресовані силові індуктори з нижніми електродами мають менший об’єм, що робить їх особливо придатними для портативних пристроїв із обмеженим місцем та високощільних силових модулів.
◾ Низький опір постійного струму (DCR): шляхом оптимізації методу намотування котушки та конструкції електродів індуктивність може досягти нижчого DCR, що зменшує втрати потужності та підвищує ефективність перетворення (особливо вигідно в сценаріях з низькою напругою та великим струмом).
◾ Висока надійність: кінець котушки зігнутий і пресується разом із порошком Т-подібного сердечника, утворюючи суцільний нижній електрод. Це збільшує міцність контактного майданчика та усуває необхідність додаткових зварених затискачів, виключаючи ризик обриву ланцюга й підвищуючи надійність продукту.
Як інноваційна технологія литих силових котушок індуктивності, тип з нижнім електродом пропонує суттєві переваги у конструкції продукту, електричних характеристиках та застосуванні. Він широко використовується в таких галузях, як автомобільні DC-DC перетворювачі, системи ADAS, силові модулі, високочастотні імпульсні джерела живлення, приводи двигунів, фотогальванічні інвертори та засоби зв'язку.
2- Посібник з вибору литих силових індуктивностей з нижнім електродом
Codaca розробив дроселі з різними характеристиками матеріалів для різних застосувань клієнтів. Щоб допомогти клієнтам вибрати найбільш підходящий силовий дросель, нижче наведено типові моделі промислових литих дроселів Codaca з нижніми електродами — CSEG, CSEC, CSEB та CSEB-H — із порівнянням їхніх електричних характеристик.
2.1 CSEG : Ультранизький DCR, найменші втрати в низькочастотному діапазоні
◾ Магнітна екрануюча структура: висока стійкість до електромагнітних перешкод (EMI).
◾ Лита конструкція: ультранизький рівень акустичних шумів.
◾ М'які характеристики насичення: витримує великі пікові струми.
◾ Ультранизький DCR: найвищий Irms (струм, що викликає нагрівання).
◾ Забезпечує найменші втрати потужності в низькочастотному діапазоні (нижче 700 кГц).
◾ Слим-конструкція: економить місце, підходить для високощільного монтажу.
◾ Робоча температура: від -40°C до +125°C (включаючи самонагрів котушки).
2.2 CSEC : Високий струм насичення, найменші втрати у високочастотному діапазоні
◾ Магнітна екранування: Сильний опір ЕМІ.
◾ Лита конструкція: ультранизький рівень акустичних шумів.
◾ Надвисокий струм насичення (Isat).
◾ М'які характеристики насичення: витримує вищі пікові струми.
◾ Забезпечує найнижчі втрати потужності у діапазоні високих частот (700 кГц до 3 МГц).
◾ Слим-конструкція: економить місце, підходить для високощільного монтажу.
◾ Робоча температура: від -40°C до +125°C (включаючи самонагрів котушки).
2.3 CSEB : Широкий асортимент розмірів і моделей продуктів
◾ Магнітна екранування: Сильний опір ЕМІ.
◾ Лита конструкція: ультранизький рівень акустичних шумів.
◾ Широкий діапазон розмірів і значень індуктивності (максимальний розмір 1510).
◾ М'які характеристики насичення: витримує великі пікові струми.
◾ Слим-конструкція: економить місце, підходить для високощільного монтажу.
◾ Стандартний продукт відповідає вимогам AEC-Q200.
◾ Робоча температура: від -40°C до +125°C (включаючи самонагрів котушки).
2.4 CSEB-H : Низький DCR і високий струм нагріву (Temperature-Rise Current)
◾ Магнітна екранування: Сильний опір ЕМІ.
◾ Лита конструкція: ультранизький рівень акустичних шумів.
◾ Низький DCR.
◾ Високий Irms (струм нагріву).
◾ М'які характеристики насичення: витримує великі пікові струми.
◾ Слим-конструкція: економить місце, підходить для високощільного монтажу.
◾ Стандартний продукт відповідає вимогам AEC-Q200.
◾ Робоча температура: від -40°C до +125°C (включаючи самонагрів котушки).
2.5 Порівняння параметрів продуктивності
Чотири серії високопродуктивних литих силових індуктивностей, згадані вище, розроблено та спроектовано незалежно компанією Codaca. Усі серії характеризуються високою надійністю та мають магнітний екран, проте кожна серія має свої унікальні переваги в продуктивності.
Таблиця 1. Зведення продуктивності різних специфікацій литих індуктивностей
Найпростіший метод вибору — скористатися інструментами «Пошук силових індуктивностей» та «Порівняння втрат силових індуктивностей» на офіційному веб-сайті Codaca. Система відобразить продуктивність кожної індуктивності на основі введених вами робочих умов (струм, пульсація, температура, робоча частота тощо).
◾Порівняння струму насичення Isat
На прикладі індуктивності 4,7 мкГн порівнюються продукти одного розміру, але різних серій.
Порівняно з CSEG, CSEB-H та CSEB, серія CSEC пропонує вищу здатність за струмом насичення, що робить її ідеальним вибором для застосувань, де потрібна висока стійкість до пікових струмів.
Рисунок 2. Порівняння кривих індуктивності та струму насичення для різних специфікацій литих котушок індуктивності
◾ Порівняння Irms (струм підвищення температури)
На прикладі значення індуктивності 4,7 мкГн порівнюємо продукти однакового розміру з різних серій.
Таблиця 2. Таблиця порівняння характеристик параметрів для різних специфікацій литих котушок індуктивності
Із наведеної вище таблиці порівняння видно, що, окрім наднизького DCR, серія CSEG має струм підвищення температури приблизно на 40% вищий, ніж у серій CSEC, CSEB-H та CSEB, що дозволяє їй працювати при нижчій температурі за однакових умов експлуатації.
Рисунок 3. Порівняння кривих струму підвищення температури для різних специфікацій інтегрованих литих котушок індуктивності
◾ Порівняння втрат потужності
На прикладі значення індуктивності 4,7 мкГн характеристики втрат кожної серії тестувалися за допомогою стандартного контурного тесту.
Умови тестування: Струм = 10,5 А, пульсація = 40%, діапазон частот = 100–3000 кГц, B = 3 мТл.
Рисунок 4. Порівняння втрат потужності різних моделей литих індуктивностей
На підставі аналізу кривих вище, серія CSEG має найнижчі загальні втрати нижче 700 кГц. Серія CSEC має найнижчі втрати вище 700 кГц. Серії CSEB та CSEB-H мають помірні втрати.
3- Додаткові серії продуктів
Наведене вище порівняння зосереджено на основних характеристиках промислових литих індуктивностей з нижніми електродами. Для застосувань в автомобільній електроніці компанія Codaca розробила кілька відповідних моделей автотехнічних литих індуктивностей, таких як серії VSEB і VSEB-H.
Рисунок 5. Автотехнічні литі індуктивності Codaca (виділені червоним колом)
Автомобільні індуктивності Codaca з нижнім електродом та литим корпусом використовують маловтратне порошкове сплавне осердя та покращений литий процес, що забезпечує низькі втрати, високу ефективність і широкий діапазон робочих частот. Компактна конструкція економить місце та підходить для високощільного монтажу. Усі продукти відповідають стандарту AEC-Q200. Діапазон робочих температур становить від -55°C до +165°C (включаючи самонагрів котушки), що дозволяє адаптуватися до складних умов експлуатації в автомобільній електроніці.