في تصميم وحدات التغذية الكهربائية، تمكن الحلول المستندة إلى GaN من ترددات تبديل أعلى، وأداء حراري أفضل، وحجم وزن جهاز مخفض بشكل كبير - بنسبة أكثر من 50% أصغر مقارنة بالحلول القائمة على السيليكون. وهذا يوفر مساحة تركيب كبيرة، ويقلل من أبعاد النظام العام بشكل عام، ويعزز كثافة الطاقة بشكل كبير. وبالتالي، تظهر أجهزة GaN مزايا أساسية مثل كثافة طاقة عالية، استهلاك طاقة منخفض، وموثوقية عالية في التطبيقات مثل الاتصالات 5G، المركبات الكهربائية، مراكز البيانات، ومصادر طاقة الخوادم. مع توسع نطاق تطبيقاتها، تزداد المتطلبات المتعلقة بأداء المحولات في الدوائر.
1.متطلبات المحول لأنظمة الطاقة القائمة على GaN
● تردد عالي، خسائر منخفضة
تدعم أجهزة GaN التبديل ذو التردد العالي على مستوى MHz، مما يقلل بشكل فعال من حجم المكونات السلبية. ومع ذلك، يؤدي التردد العالي إلى تأثيرات الجلد وخسائر النواة في المحولات. لذلك، يجب أن تستخدم المحولات مواد ذات خسائر قليلة لمنع تسخين النواة عند الترددات العالية.
● تيار تشبع عالي
قد يتعرض المحولات لنسب تيارات مؤقتة أعلى بسبب الكثافة العالية للطاقة في أنظمة GaN، مما يعرض نواة المحول للتشبع. تُفضل المواد مثل Fe-Si-Al أو سبائك Fe-Ni التي تحتوي على كثافة تدفق تشبع عالية (Bs) لمنع انخفاض مفاجئ في القدرة الاستقرائية تحت التيار العالي مع ضمان الأداء الكهربائي المستقر تحت الأحمال الديناميكية.
● مقاومة مستمرة منخفضة (DCR)
تقليل فقدان النحاس أمر حاسم لتحسين كفاءة نظام GaN. تقنيات مثل استخدام أسلاك ذات قطر أكبر أو ملفات الأسلاك المسطحة تقلل من DCR عن طريق زيادة مساحة القسم العرضي للموصِّل.
● التصغير والكثافة العالية للطاقة
تسعى أنظمة GaN إلى تحقيق درجة عالية من الصغر. المكثفات ذات المواد عالية-Bs والتصاميم ذات الفجوة التوزيعية تقلل من حجم النواة، مما يخفض المساحة المطلوبة على لوحة الدوائر المطبوعة.
● استقرار درجة الحرارة
تؤدي تغيرات معلمات المكثف (مثل القدرة الاسترجاعية، الخسائر) مع درجة الحرارة إلى تعطيل أنظمة الطاقة. المواد ذات الخصائص الحرارية المستقرة تضمن أداءً متسقًا عبر نطاق واسع من درجات الحرارة (-55℃ إلى +150℃).
2. سلسلة المكثفات الكهربائية العالية التيار CSBA: مصممة لحلول قوة GaN
للتغلب على متطلبات التطبيقات عالية التردد لـ GaN - خاصةً بالنسبة للخسائر المنخفضة، وكثافة القوة العالية، والأداء عبر نطاق واسع من درجات الحرارة - كوداكا أطلقت سلسلة المكثفات الكهربائية العالية التيار CSBA. تم تصميم هذه السلسلة باستخدام نواة مبتكرة من مسحوق السبائك، مما يقدم خصائص اشباع ناعمة ممتازة وكفاءة عالية التردد. وقد أثبتت الاختبارات الشاملة أن سلسلة المكثفات الكهربائية العالية التيار CSBA تحقق خسائر أقل عند 300-600 كيلوهرتز، مما يجعلها مثالية لتصميماتGa NB.
تتوفر سلسلة CSBA في تسعة أنواع من الأحجام، والتي تشمل CSBA1040، CSBA1050، CSBA1060، CSBA1250، CSBA1265، CSBA1275، CSBA1670، CSBA1809، CSBA2212. يتراوح التصريف الكهرومغناطيسي لهذه المكثفات الثابتة بين 0.17μH و100μH، DCR منخفض إلى 0.32mΩ، تيار التشبع يصل إلى 70A، ودرجة الحرارة العاملة -55℃~+150℃.
1) خسارة نواة منخفضة لتشغيل غaN العالي التردد
تتطلب تشغيل تقنية GaN بترددات عالية استخدام محولات ذات خسائر نواة قليلة. تستخدم سلسلة المحولات ذات التيار العالي والمدمجة CSBA مواد ذات خسائر منخفضة وتصاميم ملفات لف مسطحة لتقليل خسائر النواة والـ DCR، مما يعزز كفاءة تحويل الطاقة. يتم عرض البيانات المقارنة حول خسائر النواة بين المحولات القياسية ذات المسحوق السبائكي وسلسلة CSBA عبر الترددات أدناه.
2) درع مغناطيسي لقمع الإشارة الكهرومغناطيسية (EMI)
تدمج سلسلة المكثف القوي ذو التيار العالي CSBA درعًا مغناطيسيًا لقمع الإشارة الكهرومغناطيسية (EMI) بكفاءة، وهو أمر حاسم في تطبيقات غaN عالية التردد. عن طريق تقليل التداخل مع المكونات الحساسة، فإنه يعزز سلامة الإشارة وموثوقية النظام، مما يجعلها مثالية للتطبيقات ذات الكثافة العالية مثل إمدادات طاقة خوادم مراكز البيانات.
3) تصميم فائق الصغر لتحقيق كثافة قوة عالية
مع تصميم نحيف وبنية مدمجة (الحجم الأدنى: 11.20 × 10.20 × 4.00 ملم)، يوفر المكثف الكهربائي عالي التيار من سلسلة CSBA توفيرًا في مساحة اللوحة الدوائية ويدعم التركيب الكثيف، مما يلبي متطلبات الاستخدام الصارمة للمساحة في الأجهزة الإلكترونية الحديثة.
4) استقرار على نطاق واسع من درجات الحرارة
يعمل من -55℃ إلى +150℃، يحافظ المكثف الكهربائي عالي التيار من سلسلة CSBA على خسائر منخفضة وكفاءة عالية حتى في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، مما يمنع بفعالية مشاكل الشيخوخة الحرارية.
5) خسائر منخفضة، كفاءة عالية
تقلل النوى المعدنية المتقدمة والهيكل الملفي المُحسَّن من خسائر النواة وخسائر المقاومة، مما يحسن الكفاءة العامة لنظام GaN. على سبيل المثال، في مصادر طاقة الخوادم، تقلل المكثفات ذات الخسائر المنخفضة من هدر الطاقة، مما يتماشى مع اتجاهات الطاقة الخضراء.
6) توافق تطبيقات واسع
النظام الكهربائي سلسلة المكثف الكهربائي عالي التيار CSBA يُستخدم على نطاق واسع في محولات DC-DC القائمة على GaN، والمتحكمات الانتقالية، والوحدات الأساسية في إمدادات طاقة خوادم الذكاء الاصطناعي أو المعدات الجديدة للطاقة. يدعم قدرته على التعامل مع التيار العالي والمرونة في التردد العالي تصاميم كثافة الطاقة العالية بينما يضمن الثبات طويل الأمد.
3. معيار البيئة
تتوافق سلسلة الملفات الكهربائية عالية التيار CSBA مع متطلبات RoHS وREACH وخالية من الهالوجين.
4. حالة المنتج
مثل جميع المكونات في CODACA، فإن سلسلة ملفات الطاقة عالية التيار CSBA تُنتج بشكل جماعي بالفعل ومدة التسليم هي 4-6 أسابيع.
EN