パワーインダクタの電気的特性は、スイッチング周波数、動作電流、温度などの外部要因によく影響されます。例えば、高周波高温の環境下では、通常のパワーインダクタの損失の増加より 電源変換効率が低下させ、負荷電流が大きすぎるとインダクタは磁気飽和状態になり、インダクタンス値が減少し、インダクタの表面温度が顕著に上るなどの問題を発生し、よって 回路の安定性を影響する。高周波高温の環境に適したコア材料を選択し、設計構造を最適化し、製造プロセスを改善することにより、パワーインダクタの電気性能を効果的に向上させ、回路が安定に運行することを確保できます。
01 製品概要
大電力DC−DCコンバータが高周波高温環境下でのインダクタ損失が大きく、温度上昇が著しいなどの問題を解決するために、科達嘉は自主的に超大電流インダクタのCPEAシリーズを開発した。CPEAシリーズは低損失の磁性パウダー材料を採用し、平角線巻線の設計を採用し、優れた軟飽和特性が備えています。同時に、同じ実装寸法で比較すると、CPEAシリーズは高周波低損失特性において顕著で、動作周波数500 kHzの場合でもも極めて低いコア損失を維持でき、高周波高温環境下で長期にわたっても安定な電気性能を維持できます。
CPEAシリーズのインダクタンスの値範囲は2.20 ~ 100.0μH、DCR は0.30 ~ 6.96 mΩ、飽和電流は13.0 ~ 73.0 A、温度上昇電流は20.50 ~ 120.0 Aです。現在、2017、2022、2622、2626、3222、3231、3635、4041、5051の9種類のサイズの製品を開発しました、お客様の異なるシーンでの応用需要を満たせす。CPEAシリーズの電気特性及び製品サイズの詳細は表1にご参照ください。
表一：CPEAシリーズの電気特性及び製品サイズ
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02 製品特徴
1、高周波広温度帯のコア材料、低損失、高効率
超大電流インダクタのCPEAシリーズは科達嘉が自主開発した低損失の合金パウダーコア材料を採用しています、高周波と高温環境下で安定な電気性能を維持でき、コアロスが低い。動作温度：-55℃～+150℃または+155℃です。
図1は科達嘉の超大電流インダクタCPEA 2626 Lと業界で同じ実装寸法、10μHのインダクタの損失実測データのグラフです。データによると、CPEA 2626 Lは動作温度が25℃〜120℃の条件下で、常に低いコアロスを維持しており、損失のフラフには明らかな変化はありません。CPEAシリーズは、より高周波特性の磁性パウダーコア材料を採用しているため、500 kHzの周波数でパワーロスが相対的に低い。
図1 CPEAシリーズと同じ実装寸法のインダクタの500 kHz周波数での損失比較結果
2、優れた軟飽和特性、過渡ピーク電流に対応可能で 飽和になりません
CPEAシリーズのインダクタには優れた軟飽和特徴があり、直流重畳特性（飽和電流）が温度の変化に影響されにくく、瞬間高スパイク電流を効果的に抑制できて飽和状態になりません。その中で、CPEA 2622 Lの飽和電流は最大で73 Aに達し、エネルギー貯蔵などの様々な大電力応用方案に適用できます。
図2-1 CPEA2626L飽和電流曲線
図2-2 CPEA2622L飽和電流曲線
3、低直流抵抗で、長期にわたる大電流の環境で安定動作でき
CPEAシリーズの超大電流インダクタは平角線のコイルを採用しています、コアの巻線窓面積の利用率は90%を超えています、製品には低直流抵抗、低温度上昇の特徴があります、長期にわたって大電流の場合に安定して動作できます。この中で、CPEA 3635 LのDCRは最小で0.30 mΩで、温度上昇電流は最大120 A達することができます。
図3-1 CPEA2626L温度上昇電流曲線
図3-2 CPEA3635L温度上昇電流曲線
4、高Q値、低損失、DC-DCコンバータ効率の向上に助力します
CPEAシリーズの超大電流インダクタには高Q値、低損失特性があります。図4は、CPEA 2626 L−100 Mと業界で同じ実装寸法を持つ大電流インダクタの異なる周波数条件下でのQ値実測データです。
図4 CPEAシリーズと業界同実装寸法のインダクタの異なる周波数におけるQ値比較
データによると、CPEAシリーズのQ値には全面的に非常に大きな優位性があります、低損失特性が明らかです。Q値はスイッチング周波数の上昇とともに徐々に増加し。応用周波数が200 kHz程度に上昇すると、CPEAのQ値は最高110に達する。2 MHzでは、Q値はまだ40に達しています。
高Q値はCPEAシリーズのインダクタが交流状態でのインダクタ損失が小さいことを意味している、これにより DC-DCコンバータの高周波応用条件下での全体的な効率の向上、エネルギー利用率の向上、熱発生の低減に役立ち、コンバータの安定した電流と電圧出力を確保します。
03 製品応用
突出な高周波低損失、軟飽和電流、高Q値などの電気特性があるため、CPEAシリーズの大電流インダクタは持続的な大電流出力、高過渡スパイク電流抑制、高周波リップル電流抑制などの応用シーンに適用されます、インダクタ損失を低減し、電源システムの変換効率を大幅に向上させられます。
主な応用シーンには新エネルギー貯蔵、サーバー電源、工業電源、大電力DC-DCコンバータ及び各種PFC回路トポロジなどの大電力設計方案を含みます、設備の出力効率を向上させます。
04 生産状況
製品は量産されており、納期は4～6週間です。