重新設計用於汽車“萬物電動”的功率電感器
發布時間:2022-11-30 責任編輯:lina
【導讀】當今汽車各個方麵的電氣化趨勢對DC/DC轉換器提出了極高的要求,以在很寬的溫度範圍內提供穩定的功率,並在嚴格的空間限製內提供高可靠性和能源效率 - 例如電子控製單元(ECU)。新一代功率電感器具有出色的特性,可滿足這些需求。
當今汽車各個方麵的電氣化趨勢對DC/DC轉換器提出了極高的要求,以在很寬的溫度範圍內提供穩定的功率,並在嚴格的空間限製內提供高可靠性和能源效率 - 例如電子控製單元(ECU)。新一代功率電感器具有出色的特性,可滿足這些需求。
電動萬物
過去,汽車銷售人員使用“電動一切”一(yi)詞(ci)來(lai)描(miao)述(shu)奢(she)侈(chi)的(de)奢(she)侈(chi)品(pin),例(li)如(ru)電(dian)動(dong)窗(chuang)戶(hu)和(he)天(tian)窗(chuang),也(ye)許(xu)在(zai)極(ji)端(duan)高(gao)端(duan),可(ke)調(tiao)節(jie)的(de)車(che)門(men)後(hou)視(shi)鏡(jing)和(he)加(jia)熱(re)座(zuo)椅(yi)。在(zai)當(dang)今(jin)世(shi)界(jie),這(zhe)幾(ji)乎(hu)是(shi)一(yi)個(ge)字(zi)麵(mian)上(shang)的(de)陳(chen)述(shu)。動(dong)力(li)轉(zhuan)向(xiang)、水泵等發動機輔助設備、zidongliheqihebiansuxiangkongzhidengzhuyaogongnengzhengzaizhuanhuanweidiandongcaozuo。jinguandianziranyoupensheshiyixianglishiyoujiudegongneng,keyitigaoxingnengheranyouxiaolvbingjianshaopaifang,danhunhedonglihedianchidiandongqiche(HEV/BEV) 正在通過將整個傳動係統和能量存儲替換為電氣等效物來將電氣化推向極限。
電氣化帶來了降低成本、輕量化等優勢,以及靈活的電子控製機會,允許通過定期軟件更新來調整性能並添加新功能並隨後進行改進。
提高安全性是另一個值得特別注意的目標。高級駕駛輔助係統(ADAS),如自動轉向和製動,內部和外部的先進照明係統,以及聯網汽車功能,如V2X和緊急支持服務,引入了更多的電子模塊,如LED驅動器和傳感器,包括攝像頭、雷達、激光雷達和無線模塊,連接到控製單元,這些控製單元包括傳統計算和人工智能推理的混合。
從最先進的車輛配備單個電子控製單元(ECU)來處理發動機管理的時代,我們現在處於一個即使是普通汽車也可能包含100多個ECU或域控製器的時代,以管理眾多的車身電子設備,動力總成,舒適性,安全性和信息娛樂係統。
穩定功率的重要性
密集的電氣化給汽車電子設備的設計人員帶來了嚴峻的挑戰。ECU必bi須xu在zai很hen寬kuan的de溫wen度du範fan圍wei內nei始shi終zhong如ru一yi地di運yun行xing,特te別bie是shi在zai引yin擎qing蓋gai下xia或huo暴bao露lu在zai陽yang光guang下xia的de區qu域yu。它ta們men還hai必bi須xu具ju有you高gao抗kang衝chong擊ji和he抗kang振zhen動dong性xing,共gong存cun且qie不bu幹gan擾rao車che輛liang中zhong的de其qi他ta係xi統tong,並bing符fu合he儀yi表biao板ban後hou麵mian、門腔內、發動機艙內、前照燈後麵以及機電一體化組件(如電動係統)內部的極端空間限製。
改變ECUdianyuanshejifangfayouzhuyushixianzhexiemubiao。xuyaozaihenkuandewendufanweineibaochishuchuwendingxing。chuantongdianganqitongchangcaiyongchanraozaitieyangticixinshangdedaodianxianquan,zaihenkuandedianliufanweineijuyouwendingdediangan,dandianganzaigaoyubaohedianliushihuijijuxiajiang。ciwai,baohedianliuyuwenduyouguan,zaijiaogaowenduxiahuijiangdi。chulezaikuanwendufanweineitigonggenghaodebaohetexinghewendingxingwai,yongyuqicheyingyongdedianganqihaiyingtigongdizhiliudianzu,yibimianbubiyaodezifarebingzuidaxiandudijianshaonengliangsunshi,congeryouzhuyutigaocheliangdezhengtixiaolv。
新型金屬複合電感器
為了滿足這些需求,一類新型金屬複合電感器正在出現。KEMET 的 MPXV 電感器等器件包括一個銅線圈,該線圈端接到一個大型可焊接焊盤並封裝在模製外部磁芯內(圖 1)。

圖1.金屬複合電感器的構造。
磁ci芯xin由you絕jue緣yuan鐵tie顆ke粒li製zhi成cheng,鐵tie的de主zhu要yao用yong途tu導dao致zhi比bi典dian型xing的de鐵tie氧yang體ti公gong式shi更geng穩wen定ding的de溫wen度du係xi數shu。為wei了le形xing成cheng鐵tie芯xin,將jiang鐵tie粉fen與yu粘zhan合he劑ji混hun合he,並bing在zai線xian圈quan周zhou圍wei壓ya製zhi成cheng所suo需xu的de鐵tie芯xin形xing狀zhuang。物wu理li特te性xing創chuang造zao了le固gu有you的de分fen布bu式shi氣qi隙xi,使shi磁ci芯xin能neng夠gou存cun儲chu比bi鐵tie氧yang體ti更geng高gao水shui平ping的de磁ci通tong量liang。
KEMET 的 MPXV 功率電感器結合了低直流電阻和緩慢飽和特性,與傳統的鐵氧體磁芯電感器相比,在整個溫度範圍內也更穩定(圖 2)。出色的飽和特性使 DC/DC 開關電源能夠在浪湧電流高的情況下保持功能,而改進的溫度穩定性使工程師能夠在進行可靠的熱考慮進行設計時。MPXV 功率電感器還受益於 EMI 屏蔽,可減少磁通泄漏和幹擾,並通過汽車級 AEC-Q200 認證。

圖2.金屬複合材料和鐵氧體磁芯電感飽和度的比較。
憑借高達 155°C 的指定參數以及低噪聲和高達 30G 的de高gao抗kang衝chong擊ji和he振zhen動dong能neng力li等deng其qi他ta理li想xiang性xing能neng屬shu性xing,這zhe些xie電dian感gan器qi可ke用yong於yu車che輛liang的de所suo有you區qu域yu,包bao括kuo引yin擎qing蓋gai下xia具ju有you挑tiao戰zhan性xing的de操cao作zuo環huan境jing。因yin此ci,它ta們men可ke以yi幫bang助zhu推tui動dong正zheng在zai進jin行xing的de電dian氣qi化hua進jin程cheng,幫bang助zhu向xiang LED 大燈、儀表組麵板、平視顯示器 (HUD)、電動水泵 (EWP)、電動油泵 (EOP) 和電動助力轉向 (EPS) 等子係統提供穩定高效的電力。
MPXV 係列電感器提供 0.10μH 至 100.00μH 的寬電感值範圍,采用表麵貼裝封裝,利用模製磁芯的易成型性提供薄型,以滿足受到嚴格空間限製的應用。
結論
xindeneixianquanjiegouhechuangxindejinshufuhecailiaojishushixinxingdianganqidechuxianchengweikeneng,zhexiedianganqijuyoulianghaodebaohetexinghewenduwendingxing,yimanzuzuixindeqicheyingyong,yinweidianqihuakuozhandaocheliangdegegefangmian。KEMET 的 MPXV 係列等新型電感器正在將行業帶入真正的“萬物互聯”時代。
(來源:中電網,作者:Michael Freitag)
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