VI
Liên kết nhanh
Trong thiết kế nguồn điện, các giải pháp dựa trên GaN cho phép tần số chuyển mạch cao hơn, hiệu suất nhiệt vượt trội và giảm đáng kể kích thước và trọng lượng thiết bị - nhỏ hơn hơn 50% so với các giải pháp dựa trên silic. Điều này tiết kiệm không gian lắp đặt đáng kể, tối thiểu hóa kích thước tổng thể của hệ thống và tăng cường đáng kể mật độ công suất. Kết quả là, các thiết bị GaN thể hiện những lợi thế cốt lõi như mật độ công suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp và độ tin cậy cao trong các ứng dụng như truyền thông 5G, xe điện, trung tâm dữ liệu và nguồn điện cho máy chủ. Cùng với sự mở rộng của các ứng dụng, yêu cầu về hiệu suất cuộn cảm trong mạch ngày càng được nâng cao.
1.Yêu cầu Cuộn cảm cho Hệ thống Công suất GaN
● Tần số Cao, Mất mát Thấp
Các thiết bị GaN hỗ trợ chuyển mạch tần số cao ở mức MHz, giúp giảm hiệu quả kích thước của các thành phần thụ động. Tuy nhiên, tần số cao dẫn đến hiệu ứng bề mặt và tổn thất lõi trong cuộn cảm. Do đó, cuộn cảm phải sử dụng vật liệu ít tổn thất để tránh làm nóng lõi ở tần số cao.
● Dòng điện bão hòa cao
Mật độ công suất cao của hệ thống GaN có thể khiến cuộn cảm chịu dòng điện tức thời cao hơn, gây nguy cơ bão hòa lõi. Các vật liệu như Fe-Si-Al hoặc hợp kim Fe-Ni với mật độ thông từ bão hòa (Bs) cao được ưu tiên để ngăn chặn sự giảm đột ngột của độ tự cảm dưới dòng điện cao đồng thời đảm bảo hiệu suất điện ổn định dưới tải động.
● Độ kháng DC thấp (DCR)
Việc tối thiểu hóa tổn thất đồng là rất quan trọng để cải thiện hiệu suất của hệ thống GaN. Các kỹ thuật như sử dụng dây có đường kính lớn hơn hoặc cuộn dây dạng phẳng giảm DCR bằng cách tăng diện tích cắt ngang của dây dẫn.
● Miniaturization và mật độ công suất cao
Các hệ thống GaN theo đuổi sự nhỏ gọn cực độ. Các cuộn cảm với vật liệu có Bs cao và thiết kế khe hở phân bố tối thiểu hóa kích thước lõi, giảm diện tích bo mạch PCB.
● Độ ổn định nhiệt
Các thông số của cuộn cảm (chẳng hạn như độ tự cảm, tổn thất) thay đổi theo nhiệt độ có thể làm mất ổn định hệ thống điện. Vật liệu có tính chất nhiệt ổn định đảm bảo hiệu suất nhất quán trong dải nhiệt độ rộng (-55℃ đến +150℃).
2. Dòng Cuộn Cảm Công Suất Dòng CSBA: Được thiết kế riêng cho giải pháp công suất GaN
Để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng GaN tần số cao —— đặc biệt là cho tổn thất thấp, mật độ công suất cao và hiệu suất ở dải nhiệt độ rộng —— Codaca đã ra mắt dòng cuộn cảm công suất dòng CSBA. Được thiết kế với lõi bột hợp kim sáng tạo, dòng sản phẩm này cung cấp đặc điểm bão hòa mềm xuất sắc và hiệu suất tần số cao. Qua thử nghiệm rộng rãi, cuộn cảm công suất dòng CSBA nhỏ gọn đạt tổn thất tối thiểu ở dải 300~600 kHz, khiến nó lý tưởng cho các thiết kế dựa trên GaN.
Chuỗi CSBA có sẵn ở chín loại kích thước, bao gồm CSBA1040, CSBA1050, CSBA1060, CSBA1250, CSBA1265, CSBA1275, CSBA1670, CSBA1809, CSBA2212. Độ cảm kháng của các cuộn cảm cố định này dao động từ 0.17μH đến 100μH, DCR thấp tới 0.32mΩ, dòng điện bão hòa lên tới 70A và nhiệt độ hoạt động -55℃~+150℃.
1) Mất mát lõi thấp cho hoạt động tần số cao GaN
Việc vận hành tần số cao của GaN yêu cầu các cuộn cảm có tổn thất lõi tối thiểu. Dòng cuộn cảm điện lưu lượng cao CSBA nhỏ gọn sử dụng vật liệu có tổn thất thấp và thiết kế dây quấn dạng dây phẳng để giảm thiểu tổn thất lõi và DCR, tăng cường hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Dữ liệu so sánh về tổn thất lõi giữa các cuộn cảm bột hợp kim tiêu chuẩn và dòng CSBA qua các tần số được hiển thị bên dưới.
2) Che chắn từ tính để giảm nhiễu EMI
Chuỗi cuộn cảm công suất dòng cao nhỏ gọn CSBA tích hợp che chắn từ tính để hiệu quả giảm nhiễu điện từ (EMI), điều này rất quan trọng trong ứng dụng tần số cao GaN. Bằng cách tối thiểu hóa nhiễu với các thành phần nhạy cảm, nó tăng cường độ nguyên vẹn của tín hiệu và độ tin cậy của hệ thống, lý tưởng cho các ứng dụng mật độ cao như nguồn cấp điện máy chủ trung tâm dữ liệu.
3) Thiết kế siêu nhỏ gọn cho mật độ công suất cao
Với thiết kế mỏng và cấu trúc nhỏ gọn (kích thước tối thiểu: 11,20 X 10,20 X 4,00 mm), linh kiện cảm ứng điện lưu lượng cao series CSBA tiết kiệm không gian bo mạch PCB và hỗ trợ lắp đặt mật độ cao, đáp ứng yêu cầu sử dụng không gian nghiêm ngặt của các thiết bị điện tử hiện đại.
4) Độ ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng
Hoạt động từ -55℃ đến +150℃, linh kiện cảm ứng điện lưu lượng cao series CSBA duy trì mức tổn thất thấp và hiệu suất cao ngay cả trong môi trường nhiệt độ cao, ngăn ngừa hiệu quả các vấn đề lão hóa nhiệt.
5) Tổn thất thấp, Hiệu suất cao
Lõi hợp kim bột tiên tiến và cấu trúc cuộn dây được tối ưu hóa giảm thiểu tổn thất lõi và điện trở, cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống GaN. Ví dụ, trong nguồn điện máy chủ, các cuộn cảm ít tổn thất giảm lãng phí năng lượng, phù hợp với xu hướng năng lượng xanh.
6) Tương thích ứng dụng rộng rãi
Chiếc linh kiện cảm ứng điện lưu lượng cao series CSBA được áp dụng rộng rãi cho các bộ chuyển đổi DC-DC dựa trên GaN, các bộ điều chỉnh công suất và các mô-đun lõi trong nguồn điện máy chủ AI hoặc thiết bị năng lượng mới. Khả năng xử lý dòng điện cao và khả năng thích ứng tần số cao hỗ trợ thiết kế có mật độ công suất cao trong khi đảm bảo độ tin cậy lâu dài.
3. Tiêu chuẩn Môi trường
Dòng cảm điện công suất dòng điện cao CSBA đáp ứng các yêu cầu RoHS, REACH và không chứa halogen.
4. Tình trạng Sản phẩm
Giống như tất cả các linh kiện của CODACA, dòng cảm điện công suất dòng điện cao CSBA đã được sản xuất hàng loạt và thời gian giao hàng là 4-6 tuần.