揭密汽车领域的新型被动器件应用

以前，车载用的DCDC转换器和一般的民用品相比，一般普遍使用100kHz不到的比较低的驱动，但是最近为了小型化，民用的电子设备里使用的开关频率迅速上升，过去的环状卷线型的电源电感小型化了，向SMD化转变。

环状卷线的线圈基本上是靠手工卷线，操作员工不同，参差很大。但是由于SMD化后，自动卷线，不仅做到了小型化，更提高了品质的稳定性。

另一方面，汽车大部分都有AM收音，考虑到收音噪音的影响，DCDC转换器的开关频率需要避开AM收音频率带（AM收音频率带540～1620kHz）。

因此，要将开关频率提高到500kHz以上，就必须一下子把频率带做到1.6MHz之上，但是以现状来看很难。这是转换器小型化的难点。

另外，电源电感会伴随发热，在高温下使用的情况下，有适用温度的上限，还受自身升温的制约。

也就是说假定周围温度为室温～65℃，民用可以上升40℃，与此相对使用在高温环境下的话，允许温度上升的空间小，可能会导致通过的电流小于民用产品的电流。

一直以来，一般的电感是以Ni-Zn系的铁氧体作为磁芯的，这种材料虽然强度较高，但是饱和磁束密度较低，高温时，饱和磁束密度会降低，在电子部件驱动日趋低电压，大电流化的今日，这类小型化产品无法对应大电流。要在高温环境下通过更大的电流，就要使用由饱和磁束密度高且损耗小的Mn-Zn铁氧体磁芯构成的电感。一般而言，Mn-Zn铁氧体材料的电感，磁芯的中脚部分会形成Gap,磁芯的中脚部分开始较容易饱和。如图4 VLM所示，结构是由口字形磁芯（磁性结合型磁芯）和棒状磁芯组成。采用了这种构造后，将本来容易产生饱和的中心磁芯的中脚部分分成上下两部分，在上下根部形成Gap，不易出现部分饱和，能够容许更大电流通过。另外，由于Gap分散在卷线的上下两端，可以减少从Gap泄漏的磁束对卷线的影响。过电流损失减少，电源效率也提高了。再者，还可使用金属磁芯的电感。它的饱和磁束密度更高，受温度影响饱和电流的变化很少。如图6 ERM6050所示。金属磁芯的电感还有另外一款复合金属型的电感（图7 SPM系列）。

我们不能否定电源电感中泄漏的磁束不会引起各9种误动作，所以就致力于把Gap做到线圈的下方（图2 LTF5022）；把Gap转到电感内部（图4 VLM系列）。

受各种电子器件控制的影响，电源电感的可听频率带信号可能重叠，发出嘶响。如果安装在引擎室内没有任何问题，但是随着对车内环境安静性的提高，这类器件安装在引擎室之外的场所时，电源电感的低噪音对策就显得尤为重要。

可听频率带的信号只要通电，就不能完全抑制鸣叫的发生。但是为了降低鸣叫，可以通过采取使用低磁致伸缩材料，减少组成部件，向更小型化发展，及固定部件尽可能把固有频率提高到可听频率带之上这类方法解决。

如同图7 SPM系列这类的复合金属型产品不仅仅能对应高温时的大电流，因为绕线和磁芯材料是一体成形的，更能有效抑制绕线的振动，降低鸣叫。

随着今后电动汽车及混合动力车的发展，汽车的电子化也将加速发展。与此同时，对应的被动部件也将不断地向小型化，生产自动化，SMD化演变。可以预计未来的需求会越来越大。