什么是汽車(chē)ECU應(yīng)用的功率電感器？

現(xiàn)在的騎車(chē)已經(jīng)遍及各個(gè)家庭，新型復(fù)合金屬功率電感器系列將滿足汽車(chē)市場(chǎng)的嚴(yán)格要求。 MPXV產(chǎn)品組擴(kuò)大了Kemet的METCOM產(chǎn)品系列，并提高了其AEC-Q200合格產(chǎn)品的產(chǎn)品組合，可用于行業(yè)內(nèi)的高可靠性應(yīng)用。新的電感器提供了有效的功率轉(zhuǎn)換，并且傳輸損耗最小。它們的性能使DC-DC開(kāi)關(guān)電源可以用于汽車(chē)系統(tǒng)中越來(lái)越多的電子控制單元(ECU)，預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到129.2億美元，七年復(fù)合年增長(zhǎng)率為11.9%。具體應(yīng)用包括LED大燈，儀表盤(pán)面板，平視顯示器，電水和油泵以及電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向。

汽車(chē)電感器的特性

提供復(fù)雜電源管理功能的需求以及減少板載空間和減少外部組件數(shù)量的需求促使設(shè)計(jì)人員近年來(lái)使用新技術(shù)來(lái)采用復(fù)雜的電感器。具有快速開(kāi)關(guān)頻率的DC-DC轉(zhuǎn)換器由于能夠減小電容器和輸出電感器等外部組件的尺寸以節(jié)省電路板空間而變得越來(lái)越流行。 DC / DC轉(zhuǎn)換器的效率是設(shè)計(jì)電源時(shí)要考慮的最重要屬性之一。效率低下會(huì)導(dǎo)致功耗增加，需要適當(dāng)管理。較低的開(kāi)關(guān)頻率降低了開(kāi)關(guān)損耗，而高頻則提供了更好的性能和更快的瞬態(tài)響應(yīng)。

在汽車(chē)市場(chǎng)中，由于對(duì)電子部件的強(qiáng)烈結(jié)構(gòu)需求，因此有朝著小型化的強(qiáng)烈趨勢(shì)。 KEMET電子公司EMEA傳感器和執(zhí)行器產(chǎn)品管理總監(jiān)Michael Freitag表示：“電感器本身至少是其中的一部分，可以通過(guò)使用金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)來(lái)使其小型化。高溫下電感的穩(wěn)定性是在具有高電流瞬變的非?？量痰碾姎鈼l件下正確使用組件的關(guān)鍵因素。汽車(chē)工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是提高DC / DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率。因此，他們需要找到對(duì)于高頻開(kāi)關(guān)和降低鐵損而言“可持續(xù)”的組件。當(dāng)然，對(duì)于汽車(chē)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，在整個(gè)應(yīng)用中以及在低電壓以及高壓區(qū)域中，熱性能都是最大的爭(zhēng)論之一。

“我們擁有的金屬?gòu)?fù)合材料基本上是我們自己的開(kāi)發(fā)，我們認(rèn)為它優(yōu)于市場(chǎng)上普遍提供的材料。我們不斷開(kāi)發(fā)新材料和更好的成分，以提高零件本身的效率和性能為目標(biāo)。因此，影響基本上是物質(zhì)觀點(diǎn)，也是生產(chǎn)設(shè)備。這樣設(shè)置的目的是，任何種類(lèi)的寄生蟲(chóng)，增加間隙，電感器中可能會(huì)產(chǎn)生的類(lèi)似現(xiàn)象都處于非常非常低的水平。這意味著我們從線圈到周?chē)拇判圆牧隙加懈玫臒崃扛街罱K使您在此應(yīng)用中具有更好的性能。” Michael Freitag說(shuō)。

一個(gè)好的電感器的能力本質(zhì)上是減少可通過(guò)摻雜過(guò)程累積的鐵心鐵損。另一個(gè)要素是機(jī)械的可持續(xù)性。 “當(dāng)您使用較舊的技術(shù)幾年后，它們從外面變得生銹，因此幾年后它們的外觀不會(huì)很好。因此，我們介紹了金屬摻雜物，這些電感器的表面上沒(méi)有這種氧化作用。因此，從材料的角度來(lái)看，這也是非常重要的事情，而其他一切都與我們已經(jīng)建立的生產(chǎn)流程有關(guān)。”邁克爾·弗賴(lài)塔格(Michael Freitag)說(shuō)。

在電感器的特性中，我們可以區(qū)分飽和電流和自諧振頻率。飽和電流是直流(DC)值，該值會(huì)由于鐵磁芯的飽和而導(dǎo)致電感減小，通常約為10%。一些制造商認(rèn)為百分比不同，盡管與所示數(shù)字差別不大。請(qǐng)記住，每個(gè)組件的行為取決于集中磁通量的材料的飽和特性。實(shí)際上，一旦從設(shè)計(jì)中選擇了正確的電感值，DC / DC轉(zhuǎn)換器中使用的所有電感器便會(huì)使用這種磁芯。產(chǎn)品的最終選擇必須考慮飽和現(xiàn)象的發(fā)生方式以及電路操作可能帶來(lái)的后果。

每個(gè)磁性成分在頻率上升時(shí)的行為都不同于純電感抗。實(shí)際上，在連續(xù)性方面，電阻DRC占主導(dǎo)地位。在相反的一側(cè)，沿電感分布的寄生電容部分的存在會(huì)導(dǎo)致諧振現(xiàn)象與阻抗上升平行，如在電感端子處所見(jiàn)。

在電源設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵要素是由紋波表示的，即在電源輸出端的不希望有的很小的周期性殘留直流電(DC)變化。這是由于電源內(nèi)部交流波形的抑制不完全所致。除了這種隨時(shí)間變化的現(xiàn)象外，在某些濾波器類(lèi)別和信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)中還會(huì)在頻域中產(chǎn)生紋波。在這種情況下，周期性變化是網(wǎng)絡(luò)插入損耗隨頻率增加的變化。另一個(gè)參數(shù)是DCR，即電感器的DC電阻，它是電感器對(duì)頻率接近0 Hz的信號(hào)具有的電阻值。用直流電測(cè)量的電感器的DCR通常很小，范圍從小于1/100Ω到幾歐姆(通常不超過(guò)4Ω)。

Kemet解決方案

Kemet提供的MPXV系列經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可用于需求增長(zhǎng)和電子系統(tǒng)采用要求高效率，低自發(fā)熱，低功耗和低直流電(DCR)的場(chǎng)合。MPXV系列電感器的復(fù)合金屬具有高導(dǎo)磁率，可以滿足這些要求。 MPXV電感器的質(zhì)量大大降低了熱量形式的功率損耗，使其對(duì)于極端的熱性能有用。

MPXV電感器以SMD形式提供，可以在高達(dá)155°C的溫度下工作，并且具有較低的噪音，從而使其可以在車(chē)輛的所有區(qū)域使用，包括引擎蓋下的惡劣工作環(huán)境。為了避免磁通量損失，電感器配備了EMI屏蔽，在該區(qū)域中，競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品存在問(wèn)題。除AEC-Q200外，MPXV設(shè)備還通過(guò)了歐盟RoHS認(rèn)證：2011/65 / EU和(EU)2015/863。

電源的功能穩(wěn)定性也對(duì)其EMI輻射產(chǎn)生積極影響。必須始終滿足與技術(shù)電磁干擾(EMI)相對(duì)應(yīng)的要求，這可以提高電源的功能穩(wěn)定性。從一開(kāi)始就進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟季植粫?huì)增加設(shè)計(jì)成本。通過(guò)消除對(duì)EMI濾波器，機(jī)械屏蔽，進(jìn)行EMI測(cè)試的時(shí)間以及對(duì)電路板進(jìn)行的大量修改，可以確保成本控制。以上就是汽車(chē)ECU應(yīng)用的功率電感器的相關(guān)概述，希望對(duì)大家有所幫助。