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Dans la conception de l'alimentation électrique, les solutions à base de GaN permettent des fréquences d'interrupteur plus élevées, des performances thermiques supérieures et une réduction significative de la taille et du poids de l'appareil - plus de 50 % plus petit par rapport aux solutions à base de silicium. Cela économise un espace d'installation substantiel, minimise les dimensions globales du système et améliore considérablement la densité de puissance. Par conséquent, les dispositifs GaN présentent des avantages fondamentaux tels qu'une haute densité de puissance, une faible consommation d'énergie et une grande fiabilité dans des applications telles que les communications 5G, les véhicules électriques, les centres de données et les alimentations de serveurs. Avec leur expansion dans les applications, des exigences plus élevées sont placées sur les performances des inducteurs dans les circuits.
1.Exigences en matière d'inducteurs pour les systèmes de puissance GaN
● Haute fréquence, faibles pertes
Les dispositifs GaN prennent en charge l'interrupteur haute fréquence au niveau des MHz, ce qui réduit efficacement la taille des composants passifs. Cependant, les hautes fréquences entraînent des effets de peau et des pertes de cœur dans les inducteurs. Par conséquent, les inducteurs doivent utiliser des matériaux à faibles pertes pour éviter le chauffage du cœur à haute fréquence.
● Courant de saturation élevé
La forte densité de puissance des systèmes GaN peut soumettre les inducteurs à des courants transitoires plus élevés, risquant la saturation du cœur. Des matériaux comme le Fe-Si-Al ou les alliages Fe-Ni avec une densité de flux de saturation (Bs) élevée sont préférés pour éviter des chutes soudaines d'inductance sous un fort courant tout en assurant une performance électrique stable sous charges dynamiques.
● Faible résistance DC (DCR)
La minimisation des pertes de cuivre est cruciale pour améliorer l'efficacité du système GaN. Des techniques comme l'utilisation de fils plus épais ou des enroulements à fil plat réduisent la DCR en augmentant les sections conductrices.
● Miniaturisation et forte densité de puissance
Les systèmes à base de GaN recherchent une compacité extrême. Les inducteurs avec des matériaux à haute Bs et des conceptions à écartement distribué minimisent la taille du noyau, réduisant ainsi l'emprise sur la carte PCB.
● Stabilité thermique
Les paramètres des inducteurs (par exemple, l'inductance, les pertes) variant en fonction de la température peuvent déstabiliser les systèmes d'alimentation. Les matériaux avec des propriétés thermiques stables garantissent une performance cohérente sur une large plage de températures (-55℃ à +150℃).
2. Série d'inducteurs à courant élevé CSBA : conçue pour les solutions de puissance à base de GaN
Pour répondre aux exigences des applications à haute fréquence utilisant le GaN — en particulier pour des pertes réduites, une densité de puissance élevée et des performances sur une large plage de températures — Codaca a lancé la série d'inducteurs à courant élevé CSBA. Conçue avec un noyau en poudre d'alliage innovant, cette série offre d'excellentes caractéristiques de saturation douce et une efficacité à haute fréquence. Des tests approfondis ont confirmé que la série compacte d'inducteurs à courant élevé CSBA présente des pertes minimales entre 300~600 kHz, ce qui la rend idéale pour les conceptions basées sur le GaN.
La série CSBA est disponible en neuf types de tailles, qui incluent CSBA1040, CSBA1050, CSBA1060, CSBA1250, CSBA1265, CSBA1275, CSBA1670, CSBA1809, CSBA2212. L'inductance de ces inducteurs fixes varie de 0,17μH à 100μH, DCR basse jusqu'à 0,32mΩ, courant de saturation jusqu'à 70A, et température de fonctionnement -55℃~+150℃.
1) Faible perte de cœur pour une opération haute-fréquence avec GaN
L'exploitation haute fréquence des transistors GaN nécessite des inducteurs avec des pertes minimales de cœur. La série compacte d'inducteurs à courant élevé CSBA utilise des matériaux à faibles pertes et des conceptions d'enroulement à fil plat pour réduire les pertes de cœur et le DCR, améliorant ainsi l'efficacité de conversion de puissance. Les données comparatives sur les pertes de cœur entre les inducteurs standards en poudre d'alliage et la série CSBA à différentes fréquences sont présentées ci-dessous.
2) Bouclier magnétique pour la suppression du brouillage électromagnétique (EMI)
La série d'inducteurs compacts à fort courant CSBA intègre un bouclier magnétique pour supprimer efficacement le brouillage électromagnétique (EMI), ce qui est crucial dans les applications haute-fréquence avec GaN. En minimisant l'interférence avec les composants sensibles, elle améliore l'intégrité du signal et la fiabilité du système, idéal pour des applications à forte densité comme les alimentations des serveurs de centres de données.
3) Conception ultra-compacte pour une forte densité de puissance
Avec un profil fin et une structure compacte (dimensions minimales : 11,20 x 10,20 x 4,00 mm), l'inducteur de puissance à courant élevé de la série CSBA économise de l'espace sur la carte PCB et permet un assemblage haute densité, répondant aux exigences strictes d'utilisation de l'espace des appareils électroniques modernes.
4) Stabilité sur une large plage de températures
Fonctionnant de -55℃ à +150℃, l'inducteur de puissance à courant élevé de la série CSBA maintient des pertes faibles et une efficacité élevée même dans des environnements à haute température, prévenant efficacement les problèmes de vieillissement thermique.
5) Pertes réduites, efficacité élevée
Des cœurs en poudre d'alliage avancés et des structures de bobine optimisées minimisent les pertes de cœur et résistives, améliorant l'efficacité globale du système GaN. Par exemple, dans les alimentations électriques de serveurs, les inducteurs à faibles pertes réduisent la perte d'énergie, s'alignant ainsi sur les tendances d'énergie verte.
6) Large compatibilité des applications
Le inducteur de puissance à courant élevé compact de la série CSBA est largement applicable aux convertisseurs DC-DC à base de GaN, aux régulateurs à commutation et aux modules de base dans les alimentations des serveurs AI ou les équipements d'énergie nouvelle. Sa capacité à gérer des courants élevés et son adaptabilité en haute fréquence soutiennent des conceptions à haute densité de puissance tout en assurant une fiabilité à long terme.
3. Norme Environnementale
La série de bobines de puissance à fort courant CSBA répond aux exigences RoHS, REACH et sans halogène.
4. Statut du Produit
Tout comme toutes les pièces chez CODACA, la série de bobines de puissance à fort courant CSBA est déjà en production de masse et le délai de livraison est de 4 à 6 semaines.