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占用更小空间的同时实现更高性能和功率效率

Created by 技术支持Jochen Neller |   Asia Knowledge Rutronik

无论在终端客户、汽车市场或工业领域,日益强大的应用都需要在最紧凑的空间内提供比以往更高效率的功率电感器。复合功率电感器就是针对这一挑战的解决方案。

目前,业界对功率电感器的要求,明显不符合传统电感器的原理:长期以来,SMD铁氧体电感器是适用于1A以上电流最流行的电感器技术。但是,由于其非常高和非线性的饱和习性,及其相对较大的占用空间,使得专家们开始寻找新的技术,并因此开发出复合功率电感器。

这些适用于100A以上电流的电感器在电源和滤波器应用中提供了广泛的技术优势。包含压制铁粉的特殊制造工艺最终生产出了与许多领域需要的理想型电感器非常接近的产品。

由于铁粉拥有高饱和磁通密度,有助于降低损耗,从而可以制造芯体更薄的电感器,为更厚的铜绕组提供更多空间。低DC电阻和芯体损耗低还可以减少热量的产生。

铁粉稳定的饱和行为能够防止导致电感下降和微小的电流泄漏,是其主要优点。由于这个优点不受环境温度和老化效应的影响,可以为广泛的应用提供可靠的设计。此外,复合功率电感器还提供磁屏蔽设计,能够改善电磁兼容性和降低干扰。

标准复合功率电感器的外壳尺寸是1212 (3x3mm) 至8787 (22x22mm)。得益于其内部设计, 即便在非常紧凑的部件中,电流也可达到100 A以上。通过采用各种铁粉复合材料,可以针对特定的客户要求进行设计并实施,如高达180°C高温或频率高达5MHz的存储扼流圈。

这些SMD功率电感器主要作为DC-DC转换器的储能扼流圈和EMC滤波扼流圈,适用于各种应用,特别是汽车和工业电子领域应用。

LED驱动电路可有几种不同拓扑结构,如降压型、升压型、升降压型及SEPIC设计。广泛的应用范围包括车内和车外照明、交通和铁路信号、照明、个人手电筒及LCD面板背光。

实际上,所有这些应用都可以从Vishay低侧高IHLP电感器系列提供的空间节省中受益。电感0.22µH 至100µH的最小型号IHLP1212AB的尺寸,及最大型号IHLP8787MZ的尺寸分别是3x3x1.2mm和22x22.48x13mm。

IHLP系列电场屏蔽功率复合电感器为EMC关键应用提供特别新颖的解决方案,在汽车行业尤其普遍。由于其额外的屏蔽效果,这种安装简单、经济高效的解决方案显著降低了电场的负面影响,通常1 cm降低-20dB。

此外,功率复合电感器还拥有其它新的开发成果,例如Vishay的IHLD电感器系列双电感器。它们是用于商业和汽车领域先进的D级音频放大器的理想选择。由于功率复合电感器的种种技术优势,这种类型的电感器可以实现高质量数字式音频系统,不仅失真更少,且占用空间最小。

除此之外,业界还设计出了IHCL电感器系列耦合电感器,在紧凑的封装中集成了磁耦合高于90%的两个电感器。它们能够耐+155°C温度,电感值高达47µH,用于SEPIC-DC/DC转换器。

虽然复合技术具有许多优点,但是,常见的锰锌和镍锌芯体的铁氧体电感器仍然有其用处,特别是用于高频和低涡流损耗的应用。

它们还被进一步开发用于高功率应用。例如,胜美达(Sumida)已经为汽车LED前灯开发了低侧高、高电流电感器系列CDEP15D90 / T150。最近,前灯已经多样化,有些前灯现在配备了ADB(自适应光速调整)或AFS(自适应前照明系统)。这些系统需要高达大约15A的更高电流。

这些电感器符合汽车可靠性标准AEC-Q200,其结构非常牢固,芯体和线圈可以耐受高达120V DC的电压。其尺寸是16x16x10mm,规定操作温度高达+150°C。

如果有足够空间, 村田电源解决方案(Murata PS)、胜美达(Sumida)和松下(Panasonic)提供的径向引线蘑菇芯电感器是价格合理的替代方案。它们具有各种尺寸的未屏蔽和磁屏蔽型号。