揭密汽車領域的新型被動器件應用

以前，車載用的DCDC轉換器和一般的民用品相比，一般普遍使用100kHz不到的比較低的驅動，但是最近為了小型化，民用的電子設備里使用的開關頻率迅速上升，過去的環狀卷線型的電源電感小型化了，向SMD化轉變。

環狀卷線的線圈基本上是靠手工卷線，操作員工不同，參差很大。但是由于SMD化后，自動卷線，不僅做到了小型化，更提高了品質的穩定性。

另一方面，汽車大部分都有AM收音，考慮到收音噪音的影響，DCDC轉換器的開關頻率需要避開AM收音頻率帶（AM收音頻率帶540～1620kHz）。

因此，要將開關頻率提高到500kHz以上，就必須一下子把頻率帶做到1.6MHz之上，但是以現狀來看很難。這是轉換器小型化的難點。

另外，電源電感會伴隨發熱，在高溫下使用的情況下，有適用溫度的上限，還受自身升溫的制約。

也就是說假定周圍溫度為室溫～65℃，民用可以上升40℃，與此相對使用在高溫環境下的話，允許溫度上升的空間小，可能會導致通過的電流小于民用產品的電流。

一直以來，一般的電感是以Ni-Zn系的鐵氧體作為磁芯的，這種材料雖然強度較高，但是飽和磁束密度較低，高溫時，飽和磁束密度會降低，在電子部件驅動日趨低電壓，大電流化的今日，這類小型化產品無法對應大電流。要在高溫環境下通過更大的電流，就要使用由飽和磁束密度高且損耗小的Mn-Zn鐵氧體磁芯構成的電感。一般而言，Mn-Zn鐵氧體材料的電感，磁芯的中腳部分會形成Gap,磁芯的中腳部分開始較容易飽和。如圖4 VLM所示，結構是由口字形磁芯（磁性結合型磁芯）和棒狀磁芯組成。采用了這種構造后，將本來容易產生飽和的中心磁芯的中腳部分分成上下兩部分，在上下根部形成Gap，不易出現部分飽和，能夠容許更大電流通過。另外，由于Gap分散在卷線的上下兩端，可以減少從Gap泄漏的磁束對卷線的影響。過電流損失減少，電源效率也提高了。再者，還可使用金屬磁芯的電感。它的飽和磁束密度更高，受溫度影響飽和電流的變化很少。如圖6 ERM6050所示。金屬磁芯的電感還有另外一款復合金屬型的電感（圖7 SPM系列）。

我們不能否定電源電感中泄漏的磁束不會引起各9種誤動作，所以就致力于把Gap做到線圈的下方（圖2 LTF5022）；把Gap轉到電感內部（圖4 VLM系列）。

受各種電子器件控制的影響，電源電感的可聽頻率帶信號可能重疊，發出嘶響。如果安裝在引擎室內沒有任何問題，但是隨著對車內環境安靜性的提高，這類器件安裝在引擎室之外的場所時，電源電感的低噪音對策就顯得尤為重要。

可聽頻率帶的信號只要通電，就不能完全抑制鳴叫的發生。但是為了降低鳴叫，可以通過采取使用低磁致伸縮材料，減少組成部件，向更小型化發展，及固定部件盡可能把固有頻率提高到可聽頻率帶之上這類方法解決。

如同圖7 SPM系列這類的復合金屬型產品不僅僅能對應高溫時的大電流，因為繞線和磁芯材料是一體成形的，更能有效抑制繞線的振動，降低鳴叫。

隨著今后電動汽車及混合動力車的發展，汽車的電子化也將加速發展。與此同時，對應的被動部件也將不斷地向小型化，生產自動化，SMD化演變。可以預計未來的需求會越來越大。