【導讀】當今汽車(chē)各個(gè)方面的電氣化趨勢對DC/DC轉換器提出了極高的要求，以在很寬的溫度范圍內提供穩定的功率，并在嚴格的空間限制內提供高可靠性和能源效率 - 例如電子控制單元（ECU）。新一代功率電感器具有出色的特性，可滿(mǎn)足這些需求。
當今汽車(chē)各個(gè)方面的電氣化趨勢對DC/DC轉換器提出了極高的要求，以在很寬的溫度范圍內提供穩定的功率，并在嚴格的空間限制內提供高可靠性和能源效率 - 例如電子控制單元（ECU）。新一代功率電感器具有出色的特性，可滿(mǎn)足這些需求。
電動(dòng)萬(wàn)物
過(guò)去，汽車(chē)銷(xiāo)售人員使用“電動(dòng)一切”一詞來(lái)描述奢侈的奢侈品，例如電動(dòng)窗戶(hù)和天窗，也許在極端高端，可調節的車(chē)門(mén)后視鏡和加熱座椅。在當今世界，這幾乎是一個(gè)字面上的陳述。動(dòng)力轉向、水泵等發(fā)動(dòng)機輔助設備、自動(dòng)離合器和變速箱控制等主要功能正在轉換為電動(dòng)操作。盡管電子燃油噴射是一項歷史悠久的功能，可以提高性能和燃油效率并減少排放，但混合動(dòng)力和電池電動(dòng)汽車(chē)（HEV/BEV） 正在通過(guò)將整個(gè)傳動(dòng)系統和能量存儲替換為電氣等效物來(lái)將電氣化推向極限。
電氣化帶來(lái)了降低成本、輕量化等優(yōu)勢，以及靈活的電子控制機會(huì )，允許通過(guò)定期軟件更新來(lái)調整性能并添加新功能并隨后進(jìn)行改進(jìn)。
提高安全性是另一個(gè)值得特別注意的目標。高級駕駛輔助系統（ADAS），如自動(dòng)轉向和制動(dòng)，內部和外部的先進(jìn)照明系統，以及聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)功能，如V2X和緊急支持服務(wù)，引入了更多的電子模塊，如LED驅動(dòng)器和傳感器，包括攝像頭、雷達、激光雷達和無(wú)線(xiàn)模塊，連接到控制單元，這些控制單元包括傳統計算和人工智能推理的混合。
從最先進(jìn)的車(chē)輛配備單個(gè)電子控制單元（ECU）來(lái)處理發(fā)動(dòng)機管理的時(shí)代，我們現在處于一個(gè)即使是普通汽車(chē)也可能包含100多個(gè)ECU或域控制器的時(shí)代，以管理眾多的車(chē)身電子設備，動(dòng)力總成，舒適性，安全性和信息娛樂(lè )系統。
穩定功率的重要性
密集的電氣化給汽車(chē)電子設備的設計人員帶來(lái)了嚴峻的挑戰。ECU必須在很寬的溫度范圍內始終如一地運行，特別是在引擎蓋下或暴露在陽(yáng)光下的區域。它們還必須具有高抗沖擊和抗振動(dòng)性，共存且不干擾車(chē)輛中的其他系統，并符合儀表板后面、門(mén)腔內、發(fā)動(dòng)機艙內、前照燈后面以及機電一體化組件（如電動(dòng)系統）內部的極端空間限制。
改變ECU電源設計方法有助于實(shí)現這些目標。需要在很寬的溫度范圍內保持輸出穩定性。傳統電感器通常采用纏繞在鐵氧體磁芯上的導電線(xiàn)圈，在很寬的電流范圍內具有穩定的電感，但電感在高于飽和電流時(shí)會(huì )急劇下降。此外，飽和電流與溫度有關(guān)，在較高溫度下會(huì )降低。除了在寬溫度范圍內提供更好的飽和特性和穩定性外，用于汽車(chē)應用的電感器還應提供低直流電阻，以避免不必要的自發(fā)熱并最大限度地減少能量損失，從而有助于提高車(chē)輛的整體效率。
新型金屬復合電感器
為了滿(mǎn)足這些需求，一類(lèi)新型金屬復合電感器正在出現。KEMET 的 MPXV 電感器等器件包括一個(gè)銅線(xiàn)圈，該線(xiàn)圈端接到一個(gè)大型可焊接焊盤(pán)并封裝在模制外部磁芯內（圖 1）。
圖1.金屬復合電感器的構造。
磁芯由絕緣鐵顆粒制成，鐵的主要用途導致比典型的鐵氧體公式更穩定的溫度系數。為了形成鐵芯，將鐵粉與粘合劑混合，并在線(xiàn)圈周?chē)鷫褐瞥伤璧蔫F芯形狀。物理特性創(chuàng )造了固有的分布式氣隙，使磁芯能夠存儲比鐵氧體更高水平的磁通量。
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(gè)溫度范圍內也更穩定（圖 2）。出色的飽和特性使 DC/DC 開(kāi)關(guān)電源能夠在浪涌電流高的情況下保持功能，而改進(jìn)的溫度穩定性使工程師能夠在進(jìn)行可靠的熱考慮進(jìn)行設計時(shí)。MPXV 功率電感器還受益于 EMI 屏蔽，可減少磁通泄漏和干擾，并通過(guò)汽車(chē)級 AEC-Q200 認證。
圖2.金屬復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 的高抗沖擊和振動(dòng)能力等其他理想性能屬性，這些電感器可用于車(chē)輛的所有區域，包括引擎蓋下具有挑戰性的操作環(huán)境。因此，它們可以幫助推動(dòng)正在進(jìn)行的電氣化進(jìn)程，幫助向 LED 大燈、儀表組面板、平視顯示器 （HUD）、電動(dòng)水泵 （EWP）、電動(dòng)油泵 （EOP） 和電動(dòng)助力轉向 （EPS） 等子系統提供穩定高效的電力。
MPXV 系列電感器提供 0.10μH 至 100.00μH 的寬電感值范圍，采用表面貼裝封裝，利用模制磁芯的易成型性提供薄型，以滿(mǎn)足受到嚴格空間限制的應用。
結論
新的內線(xiàn)圈結構和創(chuàng )新的金屬復合材料技術(shù)使新型電感器的出現成為可能，這些電感器具有良好的飽和特性和溫度穩定性，以滿(mǎn)足最新的汽車(chē)應用，因為電氣化擴展到車(chē)輛的各個(gè)方面。KEMET 的 MPXV 系列等新型電感器正在將行業(yè)帶入真正的“萬(wàn)物互聯(lián)”時(shí)代。
(來(lái)源：中電網(wǎng)，作者：Michael Freitag）
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