V návrhu zdrojů elektrického napájení umožňují řešení na bázi GaN vyšší frekvence přepínání, lepší tepelný výkon a významně snížené rozměry a hmotnost zařízení – více než o 50 % menší ve srovnání se siliciovými řešeními. To ušetří významný instalací prostor, minimalizuje celkové rozměry systému a výrazně zvyšuje hustotu výkonu. V důsledku toho demonstrují zařízení na bázi GaN klíčové výhody, jako jsou vysoká hustota výkonu, nízká spotřeba energie a vysoká spolehlivost v aplikacích jako jsou komunikace 5G, elektrická vozidla, datová centra a zdroje napájení pro servery. S rozšiřováním jejich použití se kladou vyšší požadavky na výkon čoček v obvodech.
1.Požadavky na induktor pro systémy vysokého výkonu na bázi GaN
● Vysoká frekvence, nízké ztráty
GaN zařízení podporují vysokočastotní přepínání na úrovni MHz, což efektivně snižuje velikost pasivních komponentů. Nicméně vysoké frekvence způsobují kůžkový efekt a ztráty v jádrech induktorů. Proto musí být induktory vyrobeny z materiálů s nízkými ztrátami, aby se zabránilo ohřevu jádra při vysokých frekvencích.
● Vysoký prahový proud
Vysoká výkonová hustota systémů GaN může vystavit induktory vyšším přechodným proudům, které ohrožují nasycení jádra. Preferované jsou materiály jako Fe-Si-Al nebo slitiny Fe-Ni s vysokou hustotou magnetického toku (Bs), které zabrání náhlému poklesu indukce při vysokém proudě a zajistí stabilní elektrickou výkonnost při dynamickém zatížení.
● Nízký direktní proudový odpor (DCR)
Minimalizace měděných ztrát je klíčová pro zvýšení efektivity systému GaN. Techniky jako použití tlustšího drátu nebo plochého drátu snižují DCR tím, že zvyšují průřez vodiče.
● Miniaturizace a vysoká výkonová hustota
Systémy na bázi GaN sledují extrémní kompaktnost. Induktory s materiály o vysokém Bs a distribuovaném mezerovém návrhu minimalizují rozměry jádra, čímž se snižuje plocha PCB.
● Teplotní stabilita
Parametry induktoru (např. indukce, ztráty) mohou se změnou teploty destabilizovat elektrické systémy. Materiály s stabilními tepelnými vlastnostmi zajistí konzistentní výkon v širokém rozsahu teplot (-55℃ až +150℃).
2. Řada vysokoprůchodných silových induktorů CSBA: Určená pro řešení na bázi GaN
Aby bylo možné splnit požadavky vysokofrekvenčních aplikací na bázi GaN – zejména pro nízké ztráty, vysokou hustotu výkonu a výkonnost přes široký rozsah teplot – Codaca byla uvedena řada vysokoprůchodných silových induktorů CSBA. Navržena s inovativním aligotem magnetického jádra nabízí tato řada vynikající charakteristiky jemné saturace a vysokofrekvenční účinnost. Rozsáhlé testy potvrdily, že kompaktní řada vysokoprůchodných silových induktorů CSBA dosahuje minimálních ztrát v frekvenčním pásmu 300~600 kHz, což ji činí ideální pro návrhy na bázi GaN.
Série CSBA je k dispozici v devíti typech velikostí, které zahrnují CSBA1040, CSBA1050, CSBA1060, CSBA1250, CSBA1265, CSBA1275, CSBA1670, CSBA1809, CSBA2212. Indukčnost těchto pevných induktorů sahá od 0,17μH do 100μH, DCR je nízká až 0,32mΩ, proud nasycení dosahuje až 70A a pracovní teplota -55℃~+150℃.
1) Nízká ztráta jádra pro vysokočetné provoz GaN
Vysokočastotní provoz GaN vyžaduje induktory s minimálními ztrátami jádra. Kompaktní vysokoproudá série indukčních spojů CSBA používá nízkoztrátové materiály a navijací design plochých drátů, které snižují ztráty jádra a DCR, čímž zvyšují účinnost převodu energie. Porovnávací data o ztrátách jádra mezi standardními aliovými prachovými induktory a sérií CSBA v různých frekvencích jsou uvedena níže.
2) Magnetické štítění pro potlačení EMI
Kompaktní induktor s vysokým proudem série CSBA integruje magnetické štítění, které účinně potlačuje elektromagnetické rušení (EMI), což je klíčové v aplikacích s vysokofrekvenčním GaN. Snížením rušení citlivých komponentů zvyšuje integrity signálu a spolehlivost systému, což je ideální pro aplikace s vysokou hustotou, jako jsou napájecí zdroje serverů datových center.
3) Ultra-kompaktní design pro vysokou hustotu výkonu
S úzkým profilem a kompaktní strukturou (minimální rozměry: 11,20 x 10,20 x 4,00 mm) šetří kompaktní vysokoprůchodový induktor řady CSBA místo na PCB a umožňuje husté montážní uspořádání, čímž vyhovuje přísným požadavkům na využití prostoru v moderních elektronických zařízeních.
4) Stabilita přes široký rozsah teplot
Funkčnost v rozsahu od -55℃ do +150℃ udržuje kompaktní vysokoprůchodový induktor řady CSBA nízké ztráty a vysokou efektivitu i v teplých prostředích, což účinně zabrání problémům s tepelným stárnutím.
5) Nízké ztráty, vysoká efektivita
Pokročilé slitiny prachových jader a optimalizované struktury spirál minimalizují ztráty jádra a odporu, čímž zvyšují celkovou efektivitu systému GaN. Například v zdrojích napájení serverů snižují nízkoplusté induktory zbytečné ztráty energie, což je v souladu s trendy zelené energie.
6) Univerzální kompatibilita aplikací
Distribuční kompaktní vysokoprůchodový induktor řady CSBA je široce použitelné v konverzích DC-DC na bázi GaN, přepínacích regulátorech a jádrových modulech v zdrojích napájení pro AI servery nebo vybavení nové energie. Jeho schopnost zpracovávat vysoké proudy a přizpůsobivost vysokým frekvencím podporují návrhy s vysokou hustotou výkonu, zatímco zajišťují dlouhodobou spolehlivost.
3. Environmentální norma
Kompaktní induktor vysokého proudu CSBA série splňuje požadavky RoHS, REACH a bezhalogenové normy.
4. Stav produktu
Stejně jako veškeré součástky u CODACA je kompaktní induktor vysokého proudu CSBA série již v sériové výrobě a doba dodání je 4~6 týdnů.
EN