汽車已經(jīng)從由人駕駛的時(shí)代向輔助駕駛、自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)變,使用的電子元件的數(shù)量也在進(jìn)一步增多。
一個(gè)元件發(fā)生故障,就意味著汽車會(huì)喪失本來應(yīng)有的功能,對(duì)元件可靠性的要求正在進(jìn)一步提高。TDK提出了面向車載可降低故障風(fēng)險(xiǎn)的高可靠性高頻率功率電感器方案。

市場(chǎng)需求要求汽車往安全性和節(jié)能性發(fā)展。安全性是通過機(jī)械的自動(dòng)化、ECU的冗余性、功能分擔(dān)來實(shí)現(xiàn)的。另外,由于xEV的普及,增加了對(duì)xEV使用環(huán)境的需求。因此ECU的使用數(shù)量有增加,電子元件需求也隨之增長(zhǎng),對(duì)于提高元件的可靠性,小型、高性能化的要求越來越多。

圖1汽車電子的動(dòng)向
伴隨著xEV、自動(dòng)駕駛的普及,車載元件的可靠性要求逐步發(fā)生變化。
汽車從ICE(內(nèi)燃機(jī))變?yōu)榱薆EV(電機(jī)),其內(nèi)部發(fā)熱源(內(nèi)燃機(jī))逐步被替代,內(nèi)部工作環(huán)境溫度也隨之降低,另一方面,伴隨著自動(dòng)駕駛的普及,汽車的使用時(shí)間可能會(huì)延長(zhǎng)。根據(jù)功能不同,元件要求的工作環(huán)境溫度也有所差異,預(yù)計(jì)可靠性的要求時(shí)間會(huì)提高到3000小時(shí)。
另外,為了穩(wěn)定電池的電壓,ECU必須搭載DC-DC轉(zhuǎn)換器,并且因?yàn)镋MI噪音問題,開關(guān)頻率逐漸上升到1.8-2.2MHz來避開AM頻段。

圖2車載元件工作環(huán)境的變化
圖3中,橫軸為感值,縱軸為電流,TDK繪制了具有代表性的ECU圖。大電流小感值的HPL系列用來對(duì)應(yīng)ADAS圖像處理器等大功率ECU。中間的TFM系列適用于ADAS和其他ECU的二次回路。BCL系列可對(duì)應(yīng)高感值,適合傳感器、車身類小功率ECU。針對(duì)高信賴性要求的ECU,TDK可以提供最優(yōu)的高可靠性車載用高頻率功率電感器。

圖3針對(duì)各種ECU分別提出最佳解決方案
與以前相比,HPL、TFM、BCL系列是為實(shí)現(xiàn)level5自動(dòng)駕駛,降低了故障風(fēng)險(xiǎn)的高可靠性車載用高頻率功率電感器。與面向ICT的金屬類功率電感器相比,在耐壓、可靠性方面改良了特性,HPL系列覆蓋大電流低電感范圍,BCL系列覆蓋高電感低電流范圍,TFM系列覆蓋兩者之間的范圍,形成了一個(gè)產(chǎn)品系列。

圖4高可靠性車載用高頻率功率電感器的產(chǎn)品概述
HPL/BCL系列將開路風(fēng)險(xiǎn)降到了最低,TFM將短路風(fēng)險(xiǎn)降到了最低。
HPL的Rdc低,磁通漏小,采用3端子構(gòu)造,抗振動(dòng)沖擊性、散熱性優(yōu)異。
TFM系列增強(qiáng)金屬材料的絕緣性,實(shí)現(xiàn)耐壓40V保障,還可在蓄電池線路中使用。另外,還可實(shí)現(xiàn)磁通漏小、高密度貼裝。
BCL通過新沖壓法,減少銅線的損傷。磁性材料的損失小,在磁通變大的升壓回路中效率很高。另外,可獲得大感值,在輸入輸出壓差很大的回路中也可以使用。
產(chǎn)品概要 HPL系列

| 高可靠性要點(diǎn):沒有開路風(fēng)險(xiǎn) | |
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產(chǎn)品概要: 大電流低電感:形成1Ts的扁銅線,直接作為用戶端子使用,所以是不會(huì)斷路的構(gòu)造,消除了開路模式的不良風(fēng)險(xiǎn)。用鐵氧體磁心夾住銅棒,形成產(chǎn)品。 |
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特點(diǎn): ?漏磁通少 ?高可靠性 ?低Rdc(高效率) ?應(yīng)對(duì)大電流 ?散熱性好 |

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用途: ?圖像處理器用 ?超大電流用途 |
使用溫度范圍: -55~150°C (包括自己溫度上升) |
產(chǎn)品構(gòu)造:![]() |
構(gòu)造特征:采用扁銅線作為端子,所以沒有接線部分,故可實(shí)現(xiàn)高可靠性 |

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磁性材料: 鐵氧體磁性材料 |
端子電極規(guī)格: 扁銅線+鍍Ni+鍍Sn |
產(chǎn)品概要 TFM–ALVA系列

| 高可靠性要點(diǎn):沒有短路風(fēng)險(xiǎn) | |
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產(chǎn)品概要: 最適合2MHz驅(qū)動(dòng)二次回路:使用薄膜工藝的電感器。是應(yīng)對(duì)車載質(zhì)量的產(chǎn)品,150°C40V耐壓保證品。使用絕緣膜覆蓋內(nèi)部銅圖形,消除短路不良。 |
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特點(diǎn): ?漏磁通少 ?高可靠性 ?實(shí)現(xiàn)耐壓40V保證 ?低Rdc ?小型 |

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用途: ?ADASECU ?車載攝像頭 ?雷達(dá) ? 車載通信用模塊 |
使用溫度范圍: -55~150°C (包括自己溫度上升) |
產(chǎn)品結(jié)構(gòu):![]() |
構(gòu)造特征: |

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磁性材料: 金屬磁性材料 |
端子電極規(guī)格: 導(dǎo)電性樹脂+鍍Ni+鍍Sn |
產(chǎn)品概要 BCL系列

| 高可靠性要點(diǎn):沒有開路風(fēng)險(xiǎn) | |
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產(chǎn)品概要: 應(yīng)對(duì)高電感:使用磁性材料使線圈一體成型得到的電感器。通過金屬接合,將線圈接合到用戶端子上,消除開路模式的不良。提高占空系數(shù),還可應(yīng)對(duì)高電感值。 |
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特點(diǎn): ?漏磁通少 ?高可靠性 ?實(shí)現(xiàn)耐壓40V保證 ?低磁芯損耗(高效率) 應(yīng)對(duì)高電感領(lǐng)域 |

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用途: ?傳感器類小電力ECU ?車身控制 ?車載攝像頭 車燈 |
使用溫度范圍: -40~125°C (包括自己溫度上升) |
產(chǎn)品構(gòu)造:![]() |
構(gòu)造特征: 低壓沖壓成型,所以不會(huì)對(duì)金屬線造成損傷,故可實(shí)現(xiàn)高可靠性 |

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磁性材料: 金屬磁性材料 |
端子電極規(guī)格: 導(dǎo)電性樹脂+鍍Ni+鍍Sn |
圖5是一個(gè)車載電源電路的例子,顯示了ECU內(nèi)DC-DC變換器的1次電路、2次電路中電感的使用情況,2次電路的開關(guān)頻率逐漸達(dá)到2MHz左右。高可靠性車載用高頻率功率電感器的HPL、TFM、BCL系列可提供最佳解決方案。

圖5車載電源電路
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