12V與48V轉(zhuǎn)換需要緊湊型功率電感

張輝(TDK電子大中華區(qū) 磁性元件產(chǎn)品市場(chǎng)部 經(jīng)理)

車載48V技術(shù)具有一些獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)：有助于降低整體油耗，減少環(huán)境危害，甚至能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。盡管48 V系統(tǒng)的裝配率越來(lái)越高，但48 V系統(tǒng)并不是完全替代現(xiàn)有的12 V架構(gòu)。相反，這種方法不僅讓我們能對(duì)12 V系統(tǒng)進(jìn)行拓展，以處理功率更高的負(fù)載，同時(shí)還能通過升降式轉(zhuǎn)換器裝置將48 V系統(tǒng)耦合到這些系統(tǒng)中間。主要改進(jìn)在于將發(fā)電機(jī)的電平設(shè)置為48 V等級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)更高的功率輸出和能效等級(jí)。兩種電壓等級(jí)通過一個(gè)雙向降壓式轉(zhuǎn)換器裝置進(jìn)行連接。TDK所研發(fā)的緊湊型功率電感具有48 V系統(tǒng)所需的高電流能力。

雙向降壓式轉(zhuǎn)換器裝置的核心元件是一個(gè)強(qiáng)大的降壓式 (buck-boost) 轉(zhuǎn)換器，而TDK為該轉(zhuǎn)換器提供關(guān)鍵的無(wú)源元件――功率電感器。

TDK研發(fā)出兩種新的愛普科斯功率電感器系列，作為轉(zhuǎn)換器儲(chǔ)能和平滑扼流圈。表面貼裝 (SMD) 型ERU 27系列電感器具有高通流能力，且封裝緊湊，面積僅為30 mm×27.8 mm（如圖1）。其插入高度為15.5 mm或20.3 mm，具體高度取決于電感值。這種緊湊型設(shè)計(jì)采用了具有高填充系數(shù)的扁平繞組予以實(shí)現(xiàn)。電感器具有六種不同型號(hào)，電感范圍涵蓋3.5 μH到15 μH的范圍，飽和電流介于19 A與49 A之間。為了提高元件在PCB上的機(jī)械穩(wěn)定性，除兩個(gè)繞組焊盤外，該產(chǎn)品還增加了第三個(gè)焊盤。

圖1 TDK表面貼裝型ERU 27系列電感器

除了此SMD（表面貼裝器件）產(chǎn)品外，還有帶PTH端子的愛普科斯ERU 33系列產(chǎn)品（圖2）可供選擇，適用于額定電感值為3.2 μH至10 μH，具體視不同型號(hào)而定。如為確保飽和電流為79 A，電感器的電阻僅有0.85 m?。該系列的功率扼流圈尺寸為33 mm×33 mm×15 mm，適用工作溫度范圍為-40°C至+150°C，并且符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，通過AEC-Q200可靠性測(cè)試。除標(biāo)準(zhǔn)的ERU 27和ERU 33型號(hào)外，TKD還可根據(jù)客戶的特定需求進(jìn)行定制。

圖2  帶PTH端子的愛普科斯ERU 33系列電感器