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TDK绕线电感之功率电感金属合金六大特性

2016-10-02| 发布者: 顺宇电子| 分类: 绕线电感

   金属合金功率电感器通过金属合金材料将卷线一体成型,形成电极,是极其简单的构造。随着移动设备、家电、汽车、工业设备等全部设
 
备中,组件的小型化、多机能化、高性能化、省电化不断发展,搭载的电子元件就更加要求小型/薄型化且高性能化。
   其中,组件的核心电源电路伴随着DC-DC转换器IC的高速转换,以及使用的电感器的低阻抗化的进一步发展,也越来越要求小型、薄型化
 
、低直流阻抗、大电流、高可靠性。本篇文章将介绍能够满足这些要求的金属合金功率电感器的特征。
   组件的核心电源电路伴随着DC-DC转换器IC的高速转换,以及使用的电感器的低阻抗化的进一步发展,也越来越要求小型/薄型化、低直流
 
阻抗、对应大电流、高可靠性能够满足这些要求的金属合金功率电感器的特征。
 
   TDK制作所在这种简单的构造中,利用独特的材料技术、绕线技术、成型技术,将电感器商品化。
   TDK金属合金功率电感器的6大特征:
①对应大电流
②平稳的磁气饱和特性
③不依赖周围温度的温度特性
④低可听噪声(耳朵能够听到的频率范围的噪声)
⑤低放射噪声
⑥耐冲击性
  下面将通过与传统铁氧体产品比较,来说明这些特征。
  特征①:对应大电流
一般而言决定功率电感器的直流重叠电流值是阻抗值下降30%时的电流值,如图2所示,即使金属合金电感器比起铁氧体电感器小,但它在30%
 
下降点比铁氧体有所延长。正因如此,才能实现小型且能够对应大电流。区别是金属合金材料与铁氧体材料相比,饱和磁通量密度更大,因
 
此储存能量高。
 
   特征②:平稳的磁气饱和特性
同样直流重叠电流曲线可知,铁氧体在一定的电流领域内能够维持阻抗值,但是超过限定领域有急速下降的趋势。与之相反,从低电流到高
 
电流时,金属合金具有阻抗值缓慢下降的磁气饱和特性的特征。
由此可见,大电流通入电源电路时,金属合金发生电路短路以及误操作引发的危险性少。
TDK金属合金功率电感器的6大特征
 
   特征③:不依赖周围温度的温度特性
   金属合金使用的磁性材料的突出特征是因周围温度引起的透磁率的变动非常小=直流重叠特性不依赖周围温度,比较稳定。
   与同样尺寸•同样阻抗值的线圈相比,周围温度变化时的直流重叠特性。由此可知,金属合金 不依赖周围温度,能够获得稳定的直流重叠
 
特性。
   由此可知,金属合金电感器由于元件的小型化实现了搭载元件的高密度封装化,从而能够很好的对应内部温度的高温化和高温时电路稳定
 
性(高可靠性)。
 
   特征④:低可听噪声
由于大电流通过线圈,铁氧体产品的磁性材料的粘合部位大磁场集中产生磁伸缩现象(磁性材料的磁化强度变化而产生的微小变形现象)和
 
由于卷线间工作的磁性线,卷线发生微小振动,从线圈本身和传播振动的封装基板产生的『keen sounders』(通俗地说就是核心响声)的现
 
象。金属合金由微粒的磁性材料形成线圈,所以不存在磁场集中的地方。成型的核心也能够抑制卷线本身的振动,是很难发生核心响声的电
 
感器。(图4 )
 
   特征⑤:低放射噪声
电感器的物理特性,电流流入时,随着时间的变化,周围产生磁通量。磁通量泄露会使周围同类线圈的综合电感发生变动,甚至会给周围元
 
件带来不好的影响(误操作)等。因为会产生消极影响,所以尽可能是最小影响。
  相同尺寸线圈通入一定的电流时,实测线圈上面•侧面产生的放射噪声的比较图。能够确认金属合金的上面•侧面的磁通量泄露的较小。
磁性材料间的间隙具有很大的不同,而金属合金的粒子与粒子之间的间隙非常小。所以泄漏也小。
因此可以说,其适合组件小型化的搭载元件的高密度封装化,此外,组件基板上元件布局时无需考虑干扰,自由度比较高。
 
   特征⑥:耐冲击性
智能手机等携带设备实际使用时,很多时候会被粗暴对待,所以要求搭载元件具有优越的耐冲击性。
当不小心掉了一个组件时,组件的外壳对内部基板产生的瞬间机械应力当然会非常大,基板也会产生较大的弯曲。由于基板弯曲,会对搭载
 
元件产生弯曲应力,也会接触到屏蔽板、外壳,而搭载元件必须能够承受这些。
图6所示是在一定条件下自由落体试验的比较结果。
与铁氧体相比,金属合金是一体成型,且机械应力只集中在一处,所以不易破损。
由结果来看,和特征⑤说明的内容一致,无需考虑封装位置,元件布局自由度高。
 
 
  总结:主要说明了金属合金产品的主要特征。
作为金属合金的产品阵容,TDK制作所提供为对应整个市场•组件,提供从小型到大型的金属合金产品。
『电流再大一点、元件空间再小一点…』
『为了缩小组件,内部温度由于周围元件产生的温度变高…』
『组件设计完后,为防万一试验了一下,结果线圈周边发出的声音超过规定水平…』
『因为高密度化、元件空间有限制…同类元件之间的干扰…』
『即使组件掉落,在某种程度上不会损坏的元件…』
  如果您也有像这种在设计前期设想的问题、故障发生、期待等,请一定试用一下TDK制作所的金属合金产品。
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