Силовые индуктивности компании TDK

Группа компаний Промэлектроника
13.06.2019

В силовой электронике индукторы чаще всего используются в качестве дросселя выходного фильтра в AC/DC- и DC/DC-преобразователях для сглаживания тока и запасания энергии. При этом практически все производители преобразователей приводят в справочной документации расчет, в котором указываются параметры фильтра, следовательно, и индуктивность дросселя. Однако для корректного выбора дросселя требуется знать не только его индуктивность, но и конструктивные особенности, а о них производители преобразователей в своих расчетах умалчивают.

Разумеется, индукторы производит не только компания TDK, но, пожалуй, из активно присутствующих на российском рынке компаний самый большой выбор индукторов, в т.ч. силовых, – именно у TDK. В производственной линейке компании – более 10 тыс. наименований. Имеется возможность подобрать индукторы практически для любого приложения, включая автомобильную электронику. Компания производит индукторы, соответствующие требованиям стандарта AEC-Q200 с диапазоном рабочей температуры –40…125 и –55…150°С. Такие индукторы могут работать в электронных блоках, устанавливаемых в подкапотном пространстве транспортного средства.

Индукторы для силовой электроники должны быть рассчитаны на большой ток, иметь малое сопротивление на постоянном токе RDC и высокую добротность. Через индуктор фильтра протекает пульсирующий ток с большой постоянной составляющей; гармоники высших порядков в нем невелики. Таким образом, собственная резонансная частота (SFR) не является критичным параметром – достаточно, чтобы ее величина не менее чем в 7–10 раз превышала рабочую частоту преобразователя.

При выборе силового индуктора, помимо значения его индуктивности, максимального тока и диапазона рабочей температуры, требуется определиться с материалом сердечника и конструктивным исполнением, которое может быть следующим:

  • полностью экранированное;
  • полуэкранированное;
  • цельнолитьевое;
  • неэкранированное.
Рис. 1. Конструктивные варианты исполнения индукторов

Все варианты конструкции показаны на рисунке 1. Корректный выбор конструктивного исполнения необходим для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС). Из-за индуктивности рассеяния индуктора излучаются радиопомехи, которые могут превысить допустимые пороговые значения, установленные стандартами ЭМС, а также вызвать дополнительные шумы в сигнальных цепях системы и на шинах питания.

Как видно из рисунка 1, самый большой поток рассеяния генерируется неэкранированным сердечником из-за разомкнутого магнитного сердечника. Уменьшить индуктивность рассеяния можно с помощью цельнолитьевых, полуэкранированных или полностью экранированных индукторов. Однако не стоит безоглядно их применять – их конструкция сложнее, и они дороже неэкранированных. К тому же у них, как правило, меньше ток насыщения и больше габариты. Следовательно, необходимо сначала наверняка убедиться, что неэкранированный индуктор непригоден для проектируемой системы. Для этого требуется предпринять следующие действия.

  • Проверить схему подключения. Необходимо, чтобы начало обмотки индуктора было подключено к источнику помех. В этом случае при многослойной обмотке верхний слой обмотки будет служить экраном.
  • При возможности выбирается индуктор меньшего размера; при этом уменьшится и индуктивность рассеяния.

Только в том случае, если излучаемые помехи не уменьшились до требуемой величины, следует использовать экранированный индуктор.

Рис. 2. Зависимости относительной индуктивности индукторов с ферритовым и металлическим сердечниками от тока

Материалом сердечника могут служить ферриты или металлические сплавы. Поскольку у ферритовых сердечников больше магнитная проницаемость, чем у сердечников из металла, при прочих равных условиях сопротивление RDC и потери в меди у таких индукторов меньше. Однако переход кривой намагничивания в зону насыщения и, соответственно, уменьшение индуктивности у ферритовых сердечников носит явно выраженный характер, как видно из рисунка 2. На нем показаны зависимости относительной индуктивности индукторов с ферритовым и металлическим сердечниками от тока. Как видно из этого рисунка, начиная с точки насыщения, величина индуктивности индуктора с ферритовым сердечником резко уменьшается. Это обстоятельство необходимо учитывать, если предполагается значительная величина пульсации тока, например при работе преобразователя в режиме прерывистых токов. В этом случае ток пульсации дросселя фильтра существенно превосходит средний ток, поэтому для работы в таких режимах предпочтительно выбирать индуктор с сердечником из металлических сплавов.

При малых нагрузках некоторые преобразователи для увеличения КПД могут переходить в режим частотной модуляции (ЧИМ). При этом частота коммутации может уменьшиться до диапазона звуковой частоты. В этом случае индуктор фильтра может генерировать акустический шум, что в некоторых случаях может оказаться неприемлемым.

Возможны две причины возникновения шума. Во-первых, шум возникает в неэкранированных индукторах из-за вибрации проводов обмотки, которую вызывают потоки рассеяния, и в экранированных индукторах из-за взаимного притяжения частей сердечника. Решить проблему позволяет цельнолитьевой дроссель. В нем отсутствуют отдельные части сердечника, а обмотка залита в магнитомягкий порошковый материал. Учитывая, что сердечники индукторов TDK изготавливается из материалов с низким уровнем магнитострикции, такая замена должна дать гарантированно положительный результат.

Второй причиной акустического шума могут стать компоненты из магнитного материала, расположенные настолько близко от индуктора, что на них влияет его поле рассеяния. В этом случае не обойтись без изменения конструкции платы – необходимо удалить эти компоненты от индуктора.

В продуктовую линейку компании входят тысячи силовых индукторов. Чтобы облегчить выбор, на сайте TDK выложены в свободном доступе онлайн-инструменты, в состав которых входят симуляторы, SPICE, LTspice, PSpace, S-параметры, библиотеки, эквивалентные схемы.

В таблице 1 приводятся диапазоны размеров и индуктивностей силовых индукторов общего назначения, а в таблице 2 указаны эти же параметры для силовых индукторов автомобильной электроники, соответствующих стандарту AEC-Q200.

Таблица 1. Индукторы общего назначения

Тип индуктора

Малый размер

Средний размер

Большой размер

Очень большой размер

Неэкранированный, ферритовый сердечник

Размер, мм

2,5×2,0; 3,2×2,5

6,1×5,6; 8,3×7,5

10,4×10…18,54×15,24

 

Индуктивность, мкГн

0,1–330

10–470

1–1000

 

Полуэкранированный, ферритовый сердечник

Размер, мм

2,0×1,6…3,0 3,0

5,0×5,0; 6,0×6,0

 

 

Индуктивность, мкГн

0,24–100

0,47–680

 

 

Экранированный, ферритовый сердечник

Размер, мм

1,0×0,5…2,5×2,0

 

7,0×7,0…12×10

 

Индуктивность, мкГн

0,47–10

 

0,09–1500

 

Полуэкранированный, металлический сердечник

Размер, мм

2,0×1,6; 2,5×2,0

3,0×3,0; 4,0×4,0

 

 

Индуктивность, мкГн

0,24–22

0,33–22

 

 

Экранированный, металлический сердечник

Размер, мм

1,6×0,8; 2,0×1,6

3,2×3…10,7×10,0

11,5×10,0; 13×12,6

 

Индуктивность, мкГн

0,47–2,2

0,2–22

0,18–2,8

 

 

Таблица 2. Индукторы для автомобильной электроники

Тип индуктора

Малый размер

Средний размер

Большой размер

Очень большой размер

Неэкранированный, ферритовый сердечник

Размер, мм

2,5×2,0…4,5×3

5,6×5,0

 

 

Индуктивность, мкГн

0,1–1000

1–100

 

 

Полуэкранированный, ферритовый сердечник

Размер, мм

 

6,0×6,0

 

 

Индуктивность, мкГн

 

1–100

 

 

Экранированный, ферритовый сердечник

Размер, мм

2,0 ×1,2; 2,0×1,6

5,3×5,0…7,4×7,0

10,1×10,0… 12,8×12,5

17,3×17,8…22,3×22,0

Индуктивность, мкГн

0,47–4,7

1–470

1–470

1–35

Экранированный, металлический сердечник

Размер, мм

2,0×1,6; 2,5×2,0

4,1×4,0…7,1×6,5

10,7×10,0

 

Индуктивность, мкГн

0,47–4,7

0,33–22

0,4–6,8

 

  • Наименование
    К продаже
    Цена от
CLF10040T-220M 22uH 2.7A
Наличие:
1 032 шт.
Под заказ:
530 шт.
Цена от:
33,22
CLF10040T-150M 15uH 3.2A
Наличие:
130 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
52,00
Наличие:
398 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
42,16
Наличие:
3 925 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
42,16
Наличие:
2 281 шт.
Под заказ:
8 500 шт.
Цена от:
33,76
Наличие:
468 шт.
Под заказ:
2 500 шт.
Цена от:
37,90
Наличие:
558 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
42,16
VLP6045LT-1R0N 1uH 8.6A
Наличие:
737 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
13,16
VLP6045LT-2R2N 2.2uH 6.4A
Наличие:
937 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
20,95
Наличие:
500 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
42,79
CLF10040T-1R5N 1.5uH 10.6A
Наличие:
415 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
25,06
Наличие:
225 шт.
Под заказ:
46 500 шт.
Цена от:
28,52
Наличие:
966 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
33,27
Наличие:
0 шт.
Под заказ:
30 500 шт.
Цена от:
31,00
Наличие:
504 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
36,47
Наличие:
235 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
35,37
SLF10145T-102MR29-PF 1000uH 0.32A
Наличие:
1 321 шт.
Под заказ:
1 500 шт.
Цена от:
31,31
Наличие:
14 шт.
Под заказ:
1 000 шт.
Цена от:
30,36
Наличие:
47 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
29,12
Наличие:
743 шт.
Под заказ:
56 500 шт.
Цена от:
30,10
Наличие:
812 шт.
Под заказ:
12 000 шт.
Цена от:
31,24
Наличие:
523 шт.
Под заказ:
4 500 шт.
Цена от:
32,14
Наличие:
120 шт.
Под заказ:
9 000 шт.
Цена от:
19,60
Наличие:
493 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
36,52
Наличие:
418 шт.
Под заказ:
359 шт.
Цена от:
23,90
Наличие:
1 914 шт.
Под заказ:
341 шт.
Цена от:
33,35
Наличие:
271 шт.
Под заказ:
788 шт.
Цена от:
20,70
Наличие:
446 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
33,16
Наличие:
33 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
38,35
MLP2520S1R0ST 1uH 1.5A
Наличие:
2 571 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
8,27
MLP2520S3R3ST 3.3uH 1000mA
Наличие:
717 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
8,82
MLP2520S2R2ST 2.2uH 1200mA
Наличие:
5 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
13,72
MLP2520S4R7ST 4.7uH 1000mA
Наличие:
1 606 шт.
Под заказ:
0 шт.
Цена от:
8,82
Наличие:
620 шт.
Под заказ:
6 000 шт.
Цена от:
26,87
  • Производитель
    Корпус
    Описание
TDK
SMD 10*10*3.8
SMD Power Inductor L=22uH, I=2.7A, Rdc=55mOhm 10x10x3.8mm
TDK
SMD 10*10*3.8
SMD Power Inductor L=15uH, I=3.2A, Rdc=40mOhm 10x10x3.8mm
TDK
SMD 12.5*12.5*6.5
SMD Power Inductor L=10uH, I=5A, Rdc=20mOhm 12,5x12,5mm
TDK
SMD 12.5*12.5*6.5
SMD Power Inductor L=68uH, I=2A, Rdc=79mOhm 12,5x12,5mm
TDK
SMD 12.5*12.5*6.5
SMD Power Inductor L=47uH, I=2,4A, Rdc=58mOhm 12,5x12,5mm
TDK
SMD 12.5*12.5*6.5
SMD Power Inductor L=33uH, I=2,8A, Rdc=41mOhm 12,5x12,5mm
TDK
SMD 12.5*12.5*6.5
SMD Power Inductor L=100uH, I=1,6A, Rdc=123mOhm 12,5x12,5mm
TDK
SMD 6.8*6.8*4.5
SMD Power Inductor L=1uH, I=8.6A, Rdc=13mOhm 6,8x6.8mm
TDK
SMD 6.8*6.8*4.5
SMD Power Inductor L=2.2uH, I=6.4A, Rdc=20mOhm 6,8x6.8mm
TDK
SMD 12.5*12.5*6.5
SMD Power Inductor L=4.2uH, I=7.3A, Rdc=15mOhm 12,5x12,5mm
TDK
SMD 10*10*3.8
SMD Power Inductor L=1.5uH, I=10.6A, Rdc=7.1mOhm 10x10x3.8mm
TDK
SMD 4*4*2.8
SMD Power Inductor L=470uH, I=0.14A, Rdc=4580mOhm 4x4x2.8mm
TDK
SMD 4*4*2.8
SMD Power Inductor L=10uH, I=1.06A, Rdc=140mOhm 4x4x2.8mm
TDK
SMD 4*4*2.8
SMD Power Inductor L=2.2uH, I=1.94A, Rdc=43mOhm 4x4x2.8mm
TDK
SMD 4*4*2.8
SMD Power Inductor L=1.2uH, I=2.71A, Rdc=32mOhm 4x4x2.8mm
TDK
SMD 4*4*2.8
SMD Power Inductor L=100uH, I=0.33A, Rdc=1000mOhm 4x4x2.8mm
TDK
SMD 10.1*10.1*4.5
SMD Power Inductor L=1000uH, I=0.32A, Rdc=2800mOhm 10x10mm
TDK
SMD 10.1*10.1*4.5
SMD Power Inductor L=470uH, I=0.47A, Rdc=1030mOhm 10x10mm
TDK
SMD 10.1*10.1*4.5
SMD Power Inductor L=220uH, I=0.65A, Rdc=470mOhm 10x10mm
TDK
SMD 10.1*10.1*4.5
SMD Power Inductor L=100uH, I=1A, Rdc=200mOhm 10x10mm
TDK
SMD 10.1*10.1*4.5
SMD Power Inductor L=47uH, I=1.4A, Rdc=100mOhm 10x10mm
TDK
SMD 10.1*10.1*4.5
SMD Power Inductor L=22uH, I=2.1A, Rdc=59mOhm 10x10mm
TDK
SMD 10.1*10.1*4.5
SMD Power Inductor L=10uH, I=3A, Rdc=36mOhm 10x10mm
TDK
SMD 10.1*10.1*4.5
SMD Power Inductor L=3.3uH, I=4.9A, Rdc=16mOhm 10x10mm
TDK
SMD 6*6*4.5
SMD Power Inductor L=22uH, I=1.1A, Rdc=82mOhm 6x6mm
TDK
SMD 6*6*4.5
SMD Power Inductor L=10uH, I=1.6A, Rdc=39mOhm 6x6mm 100KHz
TDK
SMD 6*6*4.5
SMD Power Inductor L=6.8uH, I=2A, Rdc=33mOhm 6x6mm
TDK
SMD 6*6*4.5
SMD Power Inductor L=3,3uH, I=2.8A, Rdc=2.2mOhm 6x6mm
TDK
SMD 6*6*4.5
SMD Power Inductor L=1.5uH, I=4A, Rdc=16mOhm 6x6mm
TDK
1008
SMD Power inductor 1008 L=1uH, I=1500mA, Rdc=80mOhm
TDK
1008
SMD Power inductor 1008 L=3.3uH, I=1000mA, Rdc=110mOhm
TDK
1008
SMD Power inductor 1008 L=2.2uH, I=1200mA, Rdc=110mOhm
TDK
1008
SMD Power inductor 1008 L=4.7uH, I=1000mA, Rdc=110mOhm
TDK
SMD 4*4*2.8
SMD Power Inductor L=47uH, I=0.48A, Rdc=490mOhm 4x4x2.8mm