高Q值 低損耗 CPEA大電流電感助力提升DC-DC轉(zhuǎn)換器效率

功率電感的電氣特性容易受到開關(guān)頻率、工作電流、溫度等外部因素的影響。例如，在高頻高溫環(huán)境下，普通功率電感損耗增加會導(dǎo)致電源轉(zhuǎn)換效率下降；當(dāng)承載電流過大時電感器會發(fā)生磁飽和，導(dǎo)致電感值衰減，電感表面溫升明顯等問題發(fā)生，進而影響電路的穩(wěn)定性。通過選擇適合高頻寬溫環(huán)境的磁芯材料，優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，改善制造工藝，可有效提升功率電感的電氣性能，確保電路運行的穩(wěn)定性。

01 產(chǎn)品概述

為解決大功率DC-DC轉(zhuǎn)換器在高頻高溫環(huán)境下電感損耗大、溫升高等問題，科達嘉自主研發(fā)推出了超級大電流電感CPEA系列。CPEA系列采用低損耗磁粉芯材料，扁平線繞組設(shè)計，具有優(yōu)異的軟飽和特性。同時，在相同封裝尺寸下比較，CPEA系列在高頻低損耗特性上表現(xiàn)尤為突出，工作頻率500kHz時仍保持極低的磁芯損耗，能長期在高頻高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的電氣性能。

CPEA系列電感值范圍 2.20~100.0μH，DCR 0.30~6.96 mΩ，飽和電流13.0~73.0 A，溫升電流 20.50~120.0 A。目前開發(fā)了2017、2022、2622、2626、3222、3231、3635、4041、5051 9個尺寸，可滿足客戶不同場景下的應(yīng)用需求。CPEA系列電氣特性及產(chǎn)品尺寸詳見表一。

?表一：CPEA系列電氣特性及產(chǎn)品尺寸

【申請樣品】

02 產(chǎn)品特點

1、高頻寬溫磁芯材料，低損耗，高效率

超級大電流電感CPEA系列采用科達嘉自主研發(fā)的低損耗合金粉磁芯材料，在高頻和高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的電氣性能，磁芯損耗低。工作溫度：-55℃～+150℃或+155℃。

圖1是科達嘉超級大電流電感CPEA2626L和行業(yè)相同封裝尺寸電感器在感量為10μH條件下的損耗實測數(shù)據(jù)曲線圖。數(shù)據(jù)顯示，CPEA2626L在工作溫度為25 ℃ ~ 120℃條件下，始終保持著較低的磁芯損耗，損耗曲線沒有明顯變化。CPEA系列由于采用了高頻特性更好的磁粉芯材料，在500kHz頻率下的損耗相對更低。

圖1 CPEA系列與相同封裝尺寸電感在500kHz頻率下的損耗對比

2、優(yōu)異的軟飽和特性，應(yīng)對瞬態(tài)峰值電流不飽和

CPEA系列電感具有優(yōu)異的軟飽和特征，直流偏置特性(飽和電流)受溫度影響小，能夠有效抑制瞬間高尖峰電流而不飽和。其中，CPEA2622L的飽和電流最高可達73A，適合儲能等各種大功率應(yīng)用方案。

圖2-1 CPEA2626L 飽和電流曲線

圖2-2 CPEA2622L 飽和電流曲線

3、低直流電阻，能長期穩(wěn)定工作于大電流場合

CPEA系列超級大電流電感采用扁平線圈作為繞組，磁芯繞線窗口超過90%，產(chǎn)品具有低直流電阻、低溫升特征，能夠長期穩(wěn)定工作于大電流場合。其中，CPEA3635L的DCR最低為0.30mΩ，溫升電流可高達120A。

圖3-1 CPEA2626L溫升電流曲線

圖3-2 CPEA3635L溫升電流曲線

4、高Q值，低損耗，助力提升DC-DC轉(zhuǎn)換器效率

CPEA系列超級大電流電感具有高Q值、低損耗特性。圖4為CPEA2626L-100M與行業(yè)相同封裝尺寸的大電流電感在不同頻率條件下的Q值實測數(shù)據(jù)。

圖4 CPEA系列與行業(yè)同封裝尺寸電感在不同頻率下的Q值對比

數(shù)據(jù)顯示，CPEA系列的Q值整體顯示出非常大的優(yōu)勢，低損耗特性明顯。Q值隨著開關(guān)頻率的升高而逐漸增加，當(dāng)應(yīng)用頻率上升至200kHz左右時，CPEA的Q值達到最高110。在2MHz時，Q值仍高達40。

高Q值意味著CPEA系列電感在交流狀態(tài)下電感器損耗較小，有助于提高DC-DC轉(zhuǎn)換器在高頻應(yīng)用條件下的整體效率，提高能源利用率和減少熱量產(chǎn)生，并確保轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定的電流和電壓輸出。

03 產(chǎn)品應(yīng)用

由于具有突出的高頻低損耗、軟飽和電流、高Q值等電氣特性，CPEA系列大電流電感適用于需持續(xù)大電流輸出、高瞬態(tài)尖峰電流抑制、高頻紋波電流抑制等應(yīng)用場景，能夠降低電感器損耗，大幅提升電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。

主要應(yīng)用場景包括：新能源儲能、服務(wù)器電源、工業(yè)電源、大功率DC-DC轉(zhuǎn)換器以及各種PFC電路拓?fù)?/a>等大功率設(shè)計方案，以提升整機輸出效率。