科達(dá)嘉車(chē)規(guī)級(jí)一體成型電感VSHB-T系列如何實(shí)現(xiàn)低損耗、高可靠性？

前言

電感是汽車(chē)電子DC/DC轉(zhuǎn)換器的核心元器件之一， 如何開(kāi)發(fā)高可靠性、高品質(zhì)、能滿(mǎn)足汽車(chē)部件需求的一體成型電感是當(dāng)前業(yè)界關(guān)心的熱點(diǎn)話(huà)題。面對(duì)傳統(tǒng)一體成型電感產(chǎn)品損耗大、內(nèi)部容易開(kāi)裂與分層、線(xiàn)圈傾斜變形等難題，科達(dá)嘉電子推出了低損耗、高可靠、耐高溫車(chē)規(guī)級(jí)一體成型電感VSHB-T系列。

VSHB-T系列通過(guò)T-core預(yù)成型與熱壓成型相結(jié)合的方式解決了線(xiàn)圈傾斜與變形，大幅提升磁粉成型密度，有效解決了影響品質(zhì)的棘手問(wèn)題。與傳統(tǒng)電感相比，VSHB-T系列電感損耗更低，DCR下降了20~30%，工作溫度范圍達(dá)-55~165℃，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車(chē)車(chē)燈、音箱、娛樂(lè)、車(chē)載終端(T-box)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）等汽車(chē)電子部件。

Part1

研發(fā)背景

一體成型電感是將線(xiàn)圈繞組埋入金屬軟磁復(fù)合材料內(nèi)部并壓鑄而成的一種電感，具有體積小、耐大電流、工作頻率范圍廣、抗直流偏置特性好、磁屏蔽性能好等特性，應(yīng)用前景廣闊。

粉末成型是將點(diǎn)焊半成品、成品粉經(jīng)過(guò)模具一體成型（其他命名：模壓成型）為所需產(chǎn)品尺寸，該工序?yàn)橐惑w成型電感制備的關(guān)鍵工序，直接影響產(chǎn)品外形尺寸、電氣特性等，同時(shí)也是評(píng)價(jià)粉材、點(diǎn)焊半成品的重要工序。然而，目前一體成型電感主要的生產(chǎn)方法是冷壓成型（室溫25℃），壓力往往在5.0~9.0T/cm2，為達(dá)到特定的磁粉密度、特性要求，線(xiàn)圈的傾斜/變形三者之間的矛盾一直無(wú)法有效平衡。其他方式如：溫壓成型（50~100℃）、熱壓成型（100℃以上）由于對(duì)磁粉特性要求比較高而未廣泛應(yīng)用。

如何提高磁粉的成型密度，減少線(xiàn)圈傾斜與變形，提升電感性能，是科達(dá)嘉研發(fā)工程師重點(diǎn)攻克的技術(shù)難題。通過(guò)多年的探索與研究，科達(dá)嘉車(chē)規(guī)級(jí)一體成型耐高溫VSHB-T系列通過(guò)工藝創(chuàng)新解決線(xiàn)圈傾斜/變形、產(chǎn)品內(nèi)部容易開(kāi)裂等問(wèn)題，極大提升了電感可靠性及電源效率，獲得業(yè)界廣泛關(guān)注，多次獲得行業(yè)媒體頒發(fā)的“創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)”。

Part2

產(chǎn)品特征

磁屏蔽結(jié)構(gòu)，抗電磁干擾能力強(qiáng)

T-core固定線(xiàn)圈中柱，無(wú)線(xiàn)圈傾斜現(xiàn)象

低壓力熱成型，線(xiàn)圈變形量小

抗機(jī)械沖擊和振動(dòng)性能強(qiáng)，可達(dá)10G

低損耗合金粉，低DCR，電源效率高

Part3

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

VSHB-T系列采用低損耗合金粉，通過(guò)T-core預(yù)成型與熱壓成型相結(jié)合的方式有效解決線(xiàn)圈受壓傾斜、變形問(wèn)題；底部采用寬端子及內(nèi)部掩埋設(shè)計(jì)，抗機(jī)械沖擊和振動(dòng)性能強(qiáng)。

VSHB-T系列分解圖

Part4

產(chǎn)品詳情

VSHB-T系列目前有兩個(gè)型號(hào)：VSHB0754T、VSHB1054T。產(chǎn)品尺寸分別為7.70Ｘ7.40Ｘ5.20mm和10.85Ｘ10.20Ｘ5.20mm，電感值范圍為1.00~100.00μH，飽和電流最高為28.5A。

Part5

技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

1、低DCR，與傳統(tǒng)電感相比，DCR下降20%~30%

DCR、飽和特性、損耗是衡量電感特性的關(guān)鍵參數(shù)。VSHB-T系列采用低損耗合金粉末自主研制電感磁芯，具有低DCR、高飽和電流等特點(diǎn)，極大地降低了電感損耗，提升了電源轉(zhuǎn)換效率。VSHB-T系列DCR、飽和電流、電感損耗與傳統(tǒng)電感產(chǎn)品的對(duì)比走勢(shì)情況如下圖。

圖１　DCR對(duì)比

圖２　飽和電流曲線(xiàn)對(duì)比

圖３　電感損耗對(duì)比

２、創(chuàng)新的T-core預(yù)成型及熱壓成型工藝，提高產(chǎn)品可靠性

VSHB-T系列通過(guò)中柱預(yù)成型與熱壓成型工藝解決了行業(yè)中普遍存在的產(chǎn)品內(nèi)部開(kāi)裂與分層，線(xiàn)圈傾斜與變形等技術(shù)難點(diǎn)，有效消除層間短路風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)品一致性更好。同時(shí)對(duì)冷熱沖擊、機(jī)械沖擊和振動(dòng)等有很強(qiáng)的抵抗能力。

技術(shù)創(chuàng)新亮點(diǎn)及產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)比請(qǐng)參見(jiàn)表1。

表1：VSHB-T系列創(chuàng)新技術(shù)點(diǎn)

３、耐高溫，適用于汽車(chē)電子等復(fù)雜環(huán)境

VSHB-T系列產(chǎn)品工作溫度范圍為-55℃～+165℃，達(dá)到行業(yè)最高水平，在極高溫環(huán)境下仍能保持優(yōu)良的電氣性能，滿(mǎn)足汽車(chē)電子領(lǐng)域復(fù)雜環(huán)境應(yīng)用需求。

Part6

產(chǎn)品應(yīng)用

VSHB-T系列電感可廣泛應(yīng)用于智能座艙、高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)、中央控制單元、車(chē)燈驅(qū)動(dòng)模塊、BMS、T-BOX等各類(lèi)汽車(chē)電子應(yīng)用領(lǐng)域。

汽車(chē)車(chē)燈應(yīng)用實(shí)例

科達(dá)嘉車(chē)規(guī)級(jí)電感在通過(guò)IATF16949汽車(chē)質(zhì)量管理體系認(rèn)證的現(xiàn)代化生產(chǎn)車(chē)間生產(chǎn)，公司擁有CNAS認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室，可根據(jù) AEC-Q200 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行可靠性測(cè)試。科達(dá)嘉擁有電感磁芯和線(xiàn)圈等核心材料自主研制能力，經(jīng)驗(yàn)豐富的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)可為客戶(hù)快速定制車(chē)規(guī)級(jí)電感產(chǎn)品。

審核編輯：劉清