В проектировании источников питания решения на основе GaN позволяют достигать более высоких частот коммутации, превосходных тепловых характеристик и значительно уменьшить размеры и вес устройства — более чем на 50% меньше по сравнению с решениями на основе кремния. Это существенно экономит пространство для установки, минимизирует общие размеры системы и значительно повышает мощность на единицу объема. В результате устройства на основе GaN демонстрируют ключевые преимущества, такие как высокая плотность мощности, низкое энергопотребление и высокая надежность в приложениях, таких как 5G-связь, электромобили, дата-центры и блоки питания серверов. С их расширяющимся применением предъявляются более высокие требования к производительности индукторов в цепях.
1.Требования к индукторам для систем питания на базе GaN
● Высокая частота, низкие потери
Устройства на основе нитрида галлия поддерживают переключение на уровне МГц, что эффективно уменьшает размер пассивных компонентов. Однако высокие частоты приводят к эффекту поверхностного тока и потерям в сердечниках индукторов. Таким образом, индукторы должны использовать материалы с низкими потерями, чтобы предотвратить нагрев сердечника на высоких частотах.
● Высокий ток насыщения
Высокая мощность систем на основе нитрида галлия может подвергать индукторы более высоким транзиентным токам, что рискует вызвать насыщение сердечника. Предпочтительны материалы, такие как Fe-Si-Al или сплавы Fe-Ni с высокой плотностью насыщающего потока (Bs), чтобы предотвратить внезапное падение индуктивности при высоком токе и обеспечить стабильную электрическую производительность при динамических нагрузках.
● Низкое сопротивление постоянному току (DCR)
Снижение медных потерь критически важно для повышения эффективности системы на основе нитрида галлия. Техники, такие как использование более толстой проволоки или плоских проводников, снижают DCR за счет увеличения площади поперечного сечения проводника.
● Миниатюризация и высокая удельная мощность
Системы на основе GaN стремятся к экстремальной компактности. Индукторы с материалами высокой Bs и распределенными разрывами минимизируют размер сердечника, уменьшая занимаемую площадь ПЛИ.
● Температурная стабильность
Параметры индуктора (например, индуктивность, потери), изменяющиеся с температурой, могут дестабилизировать систему питания. Материалы с устойчивыми тепловыми свойствами обеспечивают последовательную производительность в широком диапазоне температур (-55℃ до +150℃).
2. Серия высокоамперных силовых индукторов CSBA: Разработана для решений на базе GaN
Для удовлетворения потребностей высокочастотных приложений на базе GaN — особенно для низких потерь, высокой удельной мощности и работы в широком температурном диапазоне — Codaca была выпущена серия высокоамперных силовых индукторов CSBA. Спроектированная с использованием инновационного порошкового сердечника из сплава, эта серия обеспечивает отличные характеристики мягкого насыщения и эффективность на высоких частотах. Обширные испытания подтвердили, что компактная серия высокоамперных силовых индукторов CSBA обеспечивает минимальные потери на частотах 300~600 кГц, что делает ее идеальной для решений на базе GaN.
Серия CSBA доступна в девяти типоразмерах, включая CSBA1040, CSBA1050, CSBA1060, CSBA1250, CSBA1265, CSBA1275, CSBA1670, CSBA1809, CSBA2212. Индуктивность этих фиксированных индукторов варьируется от 0,17μH до 100μH, сопротивление DCR низкое — до 0,32мΩ, ток насыщения достигает 70А, рабочая температура -55℃~+150℃.
1) Низкие потери ядра для высокочастотной работы на основе GaN
Высокочастотная работа GaN требует индукторов с минимальными потерями в сердечнике. Компактная серия индукторов большой мощности CSBA использует материалы с низкими потерями и конструкцию плоской проволочной намотки для снижения потерь в сердечнике и ДСС, что повышает эффективность преобразования мощности. Приведены сравнительные данные о потерях в сердечнике между стандартными индукторами из сплава порошка и серией CSBA на разных частотах.
2) Магнитное экранирование для подавления ЭМП
Компактный силовой индуктор серии CSBA с высоким током интегрирует магнитное экранирование, эффективно подавляющее электромагнитные помехи (ЭМП), что критически важно в высокочастотных приложениях на основе GaN. Снижая влияние на чувствительные компоненты, он улучшает целостность сигнала и надежность системы, что идеально подходит для высокоплотных приложений, таких как источники питания серверов центров обработки данных.
3) Ультракомпактный дизайн для высокой удельной мощности
Благодаря тонкому профилю и компактной конструкции (минимальный размер: 11,20 X 10,20 X 4,00 мм) компактный высокоамперный силовой индуктор серии CSBA экономит пространство на печатной плате и поддерживает высокую плотность монтажа, отвечая строгим требованиям использования пространства в современных электронных устройствах.
4) Широкая температурная стабильность
Работая в диапазоне от -55℃ до +150℃, компактный высокоамперный силовой индуктор серии CSBA сохраняет низкие потери и высокую эффективность даже в условиях высоких температур, эффективно предотвращая проблемы термического старения.
5) Низкие потери, высокая эффективность
Использование передовых сплавов порошковых сердечников и оптимизированных конструкций катушек минимизирует потери в сердечнике и сопротивлении, повышая общую эффективность систем на базе GaN. Например, в блоках питания серверов низкопотербные индукторы снижают энергетические потери, соответствуя трендам зеленой энергетики.
6) Широкая совместимость применения
Этот компактный высокоамперный силовой индуктор серии CSBA широко применяется в преобразователях напряжения на основе GaN, импульсных регуляторах и основных модулях в источниках питания серверов ИИ или новом энергетическом оборудовании. Его способность обрабатывать высокие токи и приспособленность к высоким частотам поддерживают проекты с высокой удельной мощностью, обеспечивая долгосрочную надежность.
3. Экологический стандарт
Компактная серия силовых индукторов высокого тока CSBA соответствует требованиям RoHS, REACH и свободна от галогенов.
4. Статус продукта
Как и все компоненты CODACA, компактная серия силовых индукторов высокого тока CSBA уже запущена в массовое производство, срок поставки составляет 4~6 недель.