PDF《IHLP 系列电感器用于汽车应用》

2 V 的压降. DC/DC 转换器 有关额定电流的讨论 IHLP 电感器最普遍的应用是非隔离 DC/DC 转换器.功率处 理能力和器件大小逐渐成为当前和未来电源发展的驱动力. 为了满足这些要求,设计师需要提高工作频率.提高频率就 能够使用较小的元件,但是这种策略的缺点是会增加损耗. DC/DC 转换器还被要求在更高的环境温度下工作.而这需要 电感器除了功率损耗导致的自身温升外,还要在更高的温度 下工作.众所周知,铁粉会以磁芯损耗增加的形式显现出在 较高温度下的老化效应.这些损耗在设计过程中必须考虑在 内,以便于复合电感器能够在元件温度超过 125°C 的 条件下 使用.通过将电感器温度最大值限制在 125°C 或更低,热老 化效应可以降至最低.但是,这并不意味着电感器不能在超 过125°C 的条件下使用,所有这些都需要在设计过程中充分 考虑. 热老化 VISHAY 根据实验观察确定,在时间和温度的作用下,表现 为磁芯损耗增加的老化在超过 125°C 时发生.温度超过 125°C 越多,磁芯损耗增至给定水平所用时间越短.这种老 化的发生是由于粉末颗粒间的电气绝缘介质导电性增强了. 实验表明无粘结剂或绝缘材料的纯铁元件与有粘结剂的完全 绝缘的老化元件的电阻率大致相同. IHLP 产品系列在高温 磁芯损耗

2500 小时到

9000 小时后趋于平稳. (见图 2) . 温度越高,越快趋于平稳. 热老化讨论 有证据表明,温度升高并存在氧气时铁粒子的绝缘涂层会发 生反应,减小它的电阻,导致涡流增加,最终导致更高的磁 芯损耗. 一旦涂层用尽,绝缘层停止退化,磁芯损耗稳定,最终趋于 平稳 ,如图

2 老化曲线所示. 对于图

3 所示的现象一直受到业界的广泛关注,图3显示了 功率电感器的热散逸状态.为了发生热散逸状态,电感器应 用的主要损耗应为磁芯损耗. VISHAY 建议,磁芯损耗应大 约占总损耗的三分之一,环境温度与磁芯损耗造成的电感器 温升之和应小于 125°C .如果需要在超过 125°C 的条件下工 作,建议将磁芯损耗保持在总损耗的 1/6 ,以减轻热老化效 应. VISHAY 进一步建议,不考虑环境温度,所有损耗因素 (磁芯损耗、铜损、临近损耗、集肤效应)造成的电感器总 温升应保持在 40°C 或更低.如果磁芯损耗只占了传感器总 损耗的一小部分,由于老化造成的磁芯损耗的增加对电感器 最终工作温度的影响很小.要确定 IHLP 的磁芯损耗,请参 考VISHAY 文件号为

34250 的文件――SELECTING IHLP COMPOSITE INDUCTORS FOR NON-ISOLATED CONVERTERS UTILIZING VISHAY'

S APPLICATION SHEET ( 使用 VISHAY 应用表为非隔离转换器选择 IHLP 复合电感器 ) [2]. ???????????????

125 °C

85 °C

105 °C

3500 3000

2500 2000

1500 1000

500 0 mW/cc Hours

0 12

000 8000

4000 16

000 图2IHLP 系列电感器用于汽车应用 Using IHLP'

s in Automotive Applications A P P L I C A T I O N N O T E www.vishay.com Vishay Dale 修订 :

2008 年8月14 日3文件号:34330 有关技术方面的问题,请联系 [email protected] 本文如有变更,恕不另行通知.本文及本文所述产品附带具体免责声明,详情请参见 www.vishay.com/doc?99905. 应用笔记 如前所述,如果磁芯损耗是主要损耗因素,且只有电感器阻 抗控制电感器的电流限值,才会发生热散逸状态.随着磁芯 损耗增加,有效电感和储能 (1/2LI2)就会减小.如果增加 转换器的脉冲宽度以维持负载调节能力,就会增加电感器中 的电流,导致热散逸.越来越多的电流、越来越多的热量等 等,最终导致热散逸. 但是,如果电路在开关晶体管中有电流限制,那么稳压器将 关闭,不会发生热散逸.电感器由于老化将仍不支持储能, 但是如果电流受到限制,就不会发生灾难性的升温.此外, 如图所示,铁粉材料的损耗永远不会成倍增长.由于原铁的 磁性特性在这些温度下不会受影响,因而其损耗只会增至与 铁粉芯损耗相等的点. PCB 走线规格相关内容 持续预测 PCB 走线的温升.