功率電感器在汽車電氣化進(jìn)程中的重要作用

前言

近年來，汽車行業(yè)正經(jīng)歷著重大的變革。隨著先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)*1 的出現(xiàn)、電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)變以及信息娛樂系統(tǒng)的日益成熟，汽車儼然已進(jìn)化為高級(jí)電子設(shè)備。電子元件在這一轉(zhuǎn)變中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本期推文將重點(diǎn)介紹支撐汽車進(jìn)一步發(fā)展的電子元件：汽車應(yīng)用中的電感器。

汽車正加速走向電氣化

在全球日益關(guān)注碳中和的背景下，各大汽車廠商紛紛宣布進(jìn)軍電動(dòng)汽車市場。全部或部分由電池和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的xEV正在引領(lǐng)這一趨勢。汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一場大規(guī)模的技術(shù)創(chuàng)新浪潮，比如利用攝像頭和傳感器檢測周圍信息以輔助駕駛的 ADAS 的加速發(fā)展以及自動(dòng)駕駛技術(shù)的演變。

隨著向電動(dòng)汽車和電子設(shè)備的轉(zhuǎn)變，車載電子控制單元(ECU)*2（控制發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、制動(dòng)器和傳感器的計(jì)算機(jī)）的數(shù)量也在增加。實(shí)際上，最新型的汽車中已使用了數(shù)百個(gè)電子控制單元。

按類別劃分的汽車電子控制單元

汽車配有各種與動(dòng)力系統(tǒng)、信息處理和安全相關(guān)的電子控制單元，以電子方式控制車輛的各項(xiàng)功能。

電子控制單元的使用數(shù)量正在逐年攀升。

汽車電子元件的作用

所有電子控制單元都含有DC-DC轉(zhuǎn)換器，用于將電池電壓調(diào)整到最佳水平。功率電感器是決定這些轉(zhuǎn)換器性能的關(guān)鍵元件。接通直流電 (DC) 時(shí)，電流可自由通過電感器，而接通交流電 (AC) 時(shí)，電感器將發(fā)揮電阻的作用。當(dāng)搭配執(zhí)行高速開關(guān)的 IC 使用時(shí)，電感器可促使 DC-DC 轉(zhuǎn)換器將電壓轉(zhuǎn)換到所需水平。

功率電感器根據(jù)其結(jié)構(gòu)，大致分為繞線型、積層型和薄膜型。繞線型的特點(diǎn)是可承載高電流，并且提供各種搭配鐵氧體或軟磁金屬芯的產(chǎn)品可供選擇。積層型和薄膜型的尺寸可以更小、更薄，近年來，這兩種類型也具備了處理高電流的能力。由于電子控制單元需要為其控制的設(shè)備配備最佳DC-DC轉(zhuǎn)換器，所以需要各種具有不同特性的功率電感器產(chǎn)品。

汽車功率電感器的需求預(yù)測

對(duì)電子控制單元不斷增長的需求預(yù)計(jì)將大幅推動(dòng)對(duì)汽車電感器的需求

（2020 年的需求值用 100 表示。數(shù)據(jù)來源：TDK研究）

隨著汽車上電子控制單元數(shù)量的不斷增加，對(duì)于電感器、電容器和EMC產(chǎn)品等電子元件的需求也在激增。全球?qū)ζ囯姼衅鞯男枨箢A(yù)計(jì)還將繼續(xù)增加，到2030年將達(dá)到2020年的兩倍左右。（數(shù)據(jù)來源：TDK調(diào)查）

TDK的功率電感器具有廣泛的特性

隨著電動(dòng)汽車(xEV) 和自動(dòng)駕駛的發(fā)展，人們對(duì)汽車電子元件的性能要求也在不斷提高。由于乘員和周圍環(huán)境的安全與自動(dòng)駕駛和碰撞安全系統(tǒng)等汽車功能密切相關(guān)，所以要求電子元件比以往更可靠，性能更高。由于DC-DC轉(zhuǎn)換器正朝著更高頻開關(guān)的方向轉(zhuǎn)變，以縮小尺寸，減輕重量，所以功率電感器也必須能夠處理更高的頻率。

TDK 提供多種專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的功率電感器，以根據(jù)其作用為具有不同電感和電流要求的電子控制單元提供支持，比如 ADAS、傳感器和圖像處理。這些電感器可最大限度降低故障風(fēng)險(xiǎn)，以提供強(qiáng)大的可靠性，滿足自動(dòng)駕駛技術(shù)的復(fù)雜需求。此外，這些電感器還具有抗噪能力，該能力是對(duì)開關(guān)元件越來越高的工作頻率的補(bǔ)充。

汽車功率電感器產(chǎn)品組合

TDK 的功率電感器可在各種電感和額定電流組合中使用。

每種產(chǎn)品的特性范圍都在上圖中用一個(gè)彩色區(qū)域表示。

來自TDK株式會(huì)社磁性材料事業(yè)部的大久保等 (Hitoshi Okubo) 講述了TDK汽車功率電感器的優(yōu)勢。

“近年來，隨著ADAS和自動(dòng)駕駛等安全功能的增強(qiáng)，汽車變得更加智能，信息娛樂功能更加豐富，遠(yuǎn)程信息處理功能也更加完善。由于車載電子設(shè)備的數(shù)量預(yù)計(jì)還將繼續(xù)增加，希望我們的產(chǎn)品能夠應(yīng)用到更多領(lǐng)域。與此同時(shí)，考慮到電子設(shè)備故障對(duì)汽車安全的負(fù)面影響非常大，所以人們對(duì)“零缺陷”質(zhì)量的需求比以往任何時(shí)候都更加強(qiáng)烈。TDK通過使用繞線、積層和薄膜等多種構(gòu)建方式，提供緊湊、多功能且高度可靠的電感器產(chǎn)品。尤其是專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的薄膜功率電感器，這種電感器將TDK專有薄膜與經(jīng)歷漫長發(fā)展的磁性材料技術(shù)相結(jié)合，獲得了傳統(tǒng)產(chǎn)品所不具備的特性。它不僅體積很小，而且性能卓越且可靠性高。我們還將繼續(xù)響應(yīng)市場需求，提供適合客戶應(yīng)用的各種產(chǎn)品。”

憑借廣泛的產(chǎn)品陣容，TDK的汽車功率電感器為不斷擴(kuò)充的汽車和電子控制單元功能提供了合適的性能，也為不斷發(fā)展的下一代汽車奠定了安全和環(huán)保性能的基礎(chǔ)。

適用于汽車應(yīng)用的TDK 高可靠性功率電感器產(chǎn)品

術(shù)語

先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)：專為提升汽車安全性而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。

電子控制單元(ECU)：以電子方式控制發(fā)動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、攝像頭、大燈、車內(nèi)溫度和汽車其他模塊的組件。

審核編輯 ：李倩