Nel design degli alimentatori, le soluzioni a base di GaN consentono frequenze di commutazione più elevate, prestazioni termiche superiori e una riduzione significativa delle dimensioni e del peso del dispositivo - più del 50% più piccolo rispetto alle soluzioni a base di silicio. Questo risparmia molto spazio di installazione, minimizza le dimensioni complessive del sistema e migliora notevolmente la densità di potenza. Di conseguenza, i dispositivi GaN dimostrano vantaggi fondamentali come alta densità di potenza, basso consumo energetico e alta affidabilità in applicazioni come le comunicazioni 5G, veicoli elettrici, data center e alimentatori per server. Con il loro espandersi nelle applicazioni, vengono poste richieste sempre più elevate sulle prestazioni degli induttori nei circuiti.
1.Requisiti di Induttanza per Sistemi di Potenza GaN
● Alta Frequenza, Basse Perdite
I dispositivi a GaN supportano l'interruttore ad alta frequenza a livello di MHz, il che riduce efficacemente le dimensioni dei componenti passivi. Tuttavia, le alte frequenze causano effetti di pelle e perdite nel nucleo degli induttori. Pertanto, gli induttori devono utilizzare materiali a bassa perdita per evitare il riscaldamento del nucleo alle alte frequenze.
● Corrente di Saturazione Alta
L'alta densità di potenza dei sistemi a GaN può sottoporre gli induttori a correnti transitorie più elevate, con il rischio di saturazione del nucleo. Si preferiscono materiali come Fe-Si-Al o leghe Fe-Ni con alta densità di flusso di saturazione (Bs) per evitare cali improvvisi di induttanza sotto corrente elevata mentre si garantisce una prestazione elettrica stabile sotto carichi dinamici.
● Basso Resistenza DC (DCR)
La minimizzazione delle perdite di rame è fondamentale per migliorare l'efficienza del sistema a GaN. Tecniche come fili con sezioni maggiori o avvolgimenti a filo piatto riducono la DCR aumentando le aree di sezione trasversale del conduttore.
● Miniaturizzazione e Alta Densità di Potenza
I sistemi a GaN perseguono una compattezza estrema. Gli induttori con materiali ad alta Bs e progettati con gap distribuiti minimizzano le dimensioni del nucleo, riducendo l'occupazione del PCB.
● Stabilità Termica
I parametri degli induttori (ad esempio, l'induttanza, le perdite) che variano con la temperatura possono destabilizzare i sistemi di alimentazione. I materiali con proprietà termiche stabili garantisco prestazioni coerenti in un ampio intervallo di temperature (-55℃ a +150℃).
2. Serie di Induttori ad Alta Corrente CSBA: Progettata per Soluzioni di Potenza a GaN
Per soddisfare le esigenze delle applicazioni a alta frequenza con GaN - in particolare per perdite basse, alta densità di potenza e prestazioni su ampio intervallo di temperatura - Codaca è stata introdotta la serie di induttori ad alta corrente CSBA. Progettata con innovativi nuclei in polvere di lega, questa serie offre caratteristiche eccellenti di saturazione morbida ed efficienza a frequenze elevate. Test estesi hanno confermato che la serie di induttori ad alta corrente CSBA raggiunge perdite minime a 300~600 kHz, rendendola ideale per progetti basati su GaN.
La serie CSBA è disponibile in nove tipi di dimensioni, che includono CSBA1040, CSBA1050, CSBA1060, CSBA1250, CSBA1265, CSBA1275, CSBA1670, CSBA1809, CSBA2212. L'induttanza di questi induttori fissi varia da 0,17μH a 100μH, DCR bassa fino a 0,32mΩ, corrente di saturazione fino a 70A e temperatura di funzionamento -55℃~+150℃.
1) Basso consumo del nucleo per operazioni ad alta frequenza con GaN
L'operazione ad alta frequenza dei dispositivi GaN richiede induttori con perdite di nucleo minime. La compatta serie di induttori di potenza ad alta corrente CSBA utilizza materiali a bassa perdita e progetti di avvolgimento con filo piatto per ridurre le perdite di nucleo e il DCR, migliorando l'efficienza di conversione di potenza. I dati comparativi sulle perdite di nucleo tra induttori standard a polvere di lega e la serie CSBA su diverse frequenze sono mostrati di seguito.
2) Schermatura magnetica per la soppressione dell'EMI
La serie CSBA di induttori compatte ad alta corrente integra una schermatura magnetica per sopprimere efficacemente l'interferenza elettromagnetica (EMI), fondamentale nelle applicazioni ad alta frequenza con GaN. Minimizzando l'interferenza con componenti sensibili, migliora l'integrità del segnale e la affidabilità del sistema, ideale per applicazioni ad alta densità come le fonti di alimentazione dei server dei data center.
3) Progettazione ultra-compacta per alta densità di potenza
Con un profilo slanciato e una struttura compatta (dimensioni minime: 11,20 X 10,20 X 4,00 mm), l'induttore compatto ad alta corrente della serie CSBA risparmia spazio sul PCB e supporta il montaggio ad alta densità, soddisfacendo i severi requisiti di utilizzo dello spazio dei dispositivi elettronici moderni.
4) Stabilità a Larga Temperatura
Funzionando da -55℃ a +150℃, l'induttore compatto ad alta corrente della serie CSBA mantiene perdite basse ed elevata efficienza anche in ambienti ad alte temperature, prevenendo efficacemente i problemi legati all'invecchiamento termico.
5) Basse Perdite, Alta Efficienza
Nuclei in polvere di lega avanzata e strutture di bobine ottimizzate minimizzano le perdite del nucleo e resitive, migliorando l'efficienza complessiva del sistema GaN. Ad esempio, negli alimentatori dei server, gli induttori a bassa perdita riducono lo spreco di energia, allineandosi alle tendenze di energia verde.
6) Ampia Compatibilità con Applicazioni
La induttore compatto ad alta corrente serie CSBA è ampiamente applicabile ai convertitori DC-DC a base di GaN, regolatori a commutazione e moduli centrali nelle alimentazioni dei server AI o nell'attrezzatura per nuove energie. La sua capacità di gestire correnti elevate e la sua adattabilità a frequenze alte supportano progetti ad alta densità di potenza garantendo al contempo una affidabilità a lungo termine.
3. Norma Ambientale
La serie di induttori di potenza ad alta corrente CSBA soddisfa i requisiti RoHS, REACH e privi di halogeni.
4. Stato del Prodotto
Come per tutte le componenti di CODACA, la serie di induttori di potenza ad alta corrente CSBA è già in produzione di massa con un tempo di consegna di 4~6 settimane.
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