【应用】DM系列高磁通铁镍压粉磁芯电感用于车载DC-DC怠速转换器,具有小体积、功耗低、温度特性好的优势

2019-11-23 Nippon Chemi-Con

汽车怠速启停系统能够在汽车堵车或等待红灯时,使发动机自动进入熄火状态,当汽车需要行驶时,可以快速启动发动机,从而减少停车等待时间内发动机的燃油消耗,达到节能减排的目的。安装怠速启停系统的汽车能够减少5%~15%燃油消耗,具有良好的燃油经济性,在越来越多的汽车上已成为标配部件。常见的怠速启停系统的实现原理是加装一台专用于发动机启动的启动电机,当需要启动,启动机带动发动机运转,实现发动机的快速启动,采用该原理的启停系统有BSG启停系统。

图1. BSG启动机系统电气图


起动机的启动时负荷大,峰值电流高,通常采用高压电机,以降低启动时电流需求。如图1所示,该方案采用48V-BSG电机作为启动电机,内置专用于启动的48V高压电池,并通过DC/DC转换器为其提供电能补充。由于BOOST电路具有结构简单,效率高的优点,通常作为DC/DC转换器的主功率电路,如图2所示。针对车载环境中的应用,在挑选BOOST升压电感时,应该选择体积小、损耗低、温度特性好的电感,以适应DC/DC转化器空间受限的环境和较高的工作温度。针对此处的应用,日本贵弥功株式会社(Nippon Chemi-Con)推荐DM系列高磁通铁镍压粉磁芯电感,该系列电感磁芯采用铁镍粉芯压合而成,不但具有良好的频率、温度特性,而且具有高饱和磁通密度和较低损耗,有利于提高转换器的效率和实现产品的小型化。同时该系列产品具有盒装的UL94 V-0  F级(155℃)产品,可满足苛刻的温度环境要求。其磁芯外观如图3所示。


图2. 用于怠速启停的BOOST转换电路



图3. DM系列铁镍压粉磁芯外形

 

该系列电感两端容许电压达250V(非盒装),对于12V车载电气条件下具有足够的工作电压裕量,额定电流达3~20A,可应用于高功率环境。最大直流阻抗6~96mΩ,低直流阻抗有利于提高BOOST电路的工作效率。该系列电感在100KHz、额定电流下电感值为20~570uH,具有多种规格可以选择,满足不同功率等级的BOOST变换器要求。具体规格如下所示。


Nippon Chemi-Con同时提供具有阻燃等级UL94 V-0,工作温度155℃的F级高可靠盒装磁芯产品,产品规格如下所示。


该系列电感具有优异的低损耗特性, 磁流动密度与铁损耗的关系曲线如图3所示。从图3曲线可见,在100mT磁流动密度,25kHz~300kHz条件下,铁损耗不足30mW/g。低铁损耗磁芯是优化DC/DC转化器效率的重要途经,同时也有利于降低转换器壳体内温度,减小产品体积。


综上,该系列电感所有产品符合RoHS2标准,是一款体积小、低功耗特性出色、绿色环保的器件,是应用于车载DC-DC怠速转换器的优秀选择。


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