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2021年04月26日 | 用于ADAS和AD系统中电源管理的创新型功率电感器
2021-04-26 来源：EEWORLD
ADAS和AD系统所用元件需具备超高的可靠性。鉴于此，TDK开发了用于电源管理单元的CLT32系列电感器并在可靠性、小型化和电气参数等方面树立了新的标杆。
在ADAS和AD系统中，高性能处理器需具备超高处理速度和处理能力，以便评估来自不同传感器的数据，控制执行器以及在显示器上显示信息。这些处理器的供电电压不超过1 V，但要求电流达到两位数大小。PMIC（电源管理IC）被用作电源，通过与多相输出结合使用来提供所需的大电流。稳定这些电流的关键元件是输出端的功率电感器。图1显示了用于向处理器供电的8相PMIC单元的典型拓扑。
图1：用于向处理器供电的配备8个CLT32功率电感器的8相PMIC单元的工作原理。
新的TDK电感器可满足最严苛的要求
用于汽车行业中PMIC的电感器必须满足非常高的电气和机械要求，包括：
• 紧凑的外形尺寸
• 高可靠性
• 大饱和电流
• 超低的RDC
• 低功耗
• 适用于高频率
• 可在高环境温度下使用
为满足上述所有要求，TDK的CLT32系列新型功率电感器使用了创新设计原理。这涉及到通过特殊的铁磁性塑料复合材料模压成型的实心铜线圈。由于线圈磁芯和外壳是同时成型的，可带来巨大优势。
图2：新设计的剖面图：铁磁性塑料复合材料同时形成线圈磁芯和外壳。
这种创新设计的另一个优势是无内部接线，因为线圈的末端已经被设计为接线端子，如图2所示。这种设计原理为汽车应用带来两个显著优势：大大提高了可靠性，可实现超低的RDC值。
小型化和高电气性能的先驱产品
通过创新的设计理念，CLT32系列电感器的尺寸仅为3.2 x 2.5 mm2，高度仅为2.5 mm，所需安装空间还不到同类竞品的四分之一。其中关键因素是在PMIC拓扑中可同时使用多个该系列的功率电感器，从而显著缩减PCB电路板尺寸。
除了尺寸，新系列还具有比竞品明显更好的电气性能。例如，相比于薄膜或金属复合技术，CLT32系列的高频交流电流损失明显要低得多，如图3所示。
图3：金属复合电感器在2 A纹波电流下的功率损耗为0.28 W，而新型TDK电感器的值仅为0.18 W。
CLT32系列电感器在不同温度下的效率和饱和电流漂移方面也优于其他技术，电感值范围为17 nH至440 nH，额定工作电流为10 A至45 A，饱和电流高达60 A，工作温度可达165°C，其非常适合汽车应用。此外，凭借高达10 MHz的宽频率范围，这种坚固耐用的电感器还非常适合GaN半导体应用。
图4：CLT32系列功率电感器的尺寸仅为3.2 x 2.5 mm2，高度仅为2.5 mm，兼具优异的电气特性，堪称小型化领域的新标杆。
史海拾趣
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