《電子技術(shù)應(yīng)用》
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用于ADAS和AD系統(tǒng)中電源管理的創(chuàng)新型功率電感器

2021-04-21
來源:互聯(lián)網(wǎng)
關(guān)鍵詞: ADAS 功率電感器 PMIC

  ADAS1和AD2系統(tǒng)所用元件需具備超高的可靠性。鑒于此,TDK開發(fā)了用于電源管理單元的CLT32系列電感器并在可靠性、小型化和電氣參數(shù)等方面樹立了新的標(biāo)桿。

  在ADAS和AD系統(tǒng)中,高性能處理器需具備超高處理速度和處理能力,以便評估來自不同傳感器的數(shù)據(jù),控制執(zhí)行器以及在顯示器上顯示信息。這些處理器的供電電壓不超過1 V,但要求電流達到兩位數(shù)大小。PMIC(電源管理IC)被用作電源,通過與多相輸出結(jié)合使用來提供所需的大電流。穩(wěn)定這些電流的關(guān)鍵元件是輸出端的功率電感器。圖1顯示了用于向處理器供電的8相PMIC單元的典型拓撲。

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  圖1:用于向處理器供電的配備8個CLT32功率電感器的8相PMIC單元的工作原理。

  1 先進駕駛輔助系統(tǒng)

  2 自動駕駛

  新的TDK電感器可滿足最嚴苛的要求

  用于汽車行業(yè)中PMIC的電感器必須滿足非常高的電氣和機械要求,包括:

  緊湊的外形尺寸

  高可靠性

  大飽和電流

  超低的RDC

  低功耗

  適用于高頻率

  可在高環(huán)境溫度下使用

  為滿足上述所有要求,TDK的CLT32系列新型功率電感器使用了創(chuàng)新設(shè)計原理。這涉及到通過特殊的鐵磁性塑料復(fù)合材料模壓成型的實心銅線圈。由于線圈磁芯和外殼是同時成型的,可帶來巨大優(yōu)勢。

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  圖2:新設(shè)計的剖面圖:鐵磁性塑料復(fù)合材料同時形成線圈磁芯和外殼。

  這種創(chuàng)新設(shè)計的另一個優(yōu)勢是無內(nèi)部接線,因為線圈的末端已經(jīng)被設(shè)計為接線端子,如圖2所示。這種設(shè)計原理為汽車應(yīng)用帶來兩個顯著優(yōu)勢:大大提高了可靠性,可實現(xiàn)超低的RDC值。

  小型化和高電氣性能的先驅(qū)產(chǎn)品

  通過創(chuàng)新的設(shè)計理念,CLT32系列電感器的尺寸僅為3.2 x 2.5 mm2,高度僅為2.5 mm,所需安裝空間還不到同類競品的四分之一。其中關(guān)鍵因素是在PMIC拓撲中可同時使用多個該系列的功率電感器,從而顯著縮減PCB電路板尺寸。

  除了尺寸,新系列還具有比競品明顯更好的電氣性能。例如,相比于薄膜或金屬復(fù)合技術(shù),CLT32系列的高頻交流電流損失明顯要低得多,如圖3所示。

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  圖3:金屬復(fù)合電感器在2 A紋波電流下的功率損耗為0.28 W,而新型TDK電感器的值僅為0.18 W。

  CLT32系列電感器在不同溫度下的效率和飽和電流漂移方面也優(yōu)于其他技術(shù),電感值范圍為17 nH至440 nH,額定工作電流為10 A至45 A,飽和電流高達60 A,工作溫度可達165°C,其非常適合汽車應(yīng)用。此外,憑借高達10 MHz的寬頻率范圍,這種堅固耐用的電感器還非常適合GaN半導(dǎo)體應(yīng)用。

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  圖4:CLT32系列功率電感器的尺寸僅為3.2 x 2.5 mm2,高度僅為2.5 mm,兼具優(yōu)異的電氣特性,堪稱小型化領(lǐng)域的新標(biāo)桿。


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