DC/DC 컨버터용 로우프로파일 차폐 인덕터 신제품 출시

TT Electronics는 공간과 무게가 제한된 스위칭 레귤레이터의 효율성을 개선하는 데 도움이 되는 표면 실장 인덕터인 HA74 시리즈를 출시했습니다.

제가 처음 전문 엔지니어링 분야에 입문했을 때 인덕터에 대해 크게 생각하지 않았습니다. 기본 인덕터는 오랫동안 사용되어 온 매우 간단한 수동 부품이며, 더 나아가 아날로그 설계자들은 이러한 부품을 제거하려고 시도하는 경우가 많습니다.이 기사인덕터의 바람직하지 않은 특성에 대해 읽어보고 인덕턴스가 필요 없이 2차 필터 응답을 제공하는 몇 가지 똑똑한 연산 증폭기 기반 회로를 살펴보세요.

하지만 RF 영역 외에도 인덕터에 대한 설계 노력이 여전히 많이 이루어지고 있다는 것을 점차 깨닫게 되었습니다. 왜 그럴까요? 인덕터가 스위치 모드 전압 레귤레이터의 기능에서 핵심적인 역할을 하기 때문이며, 오늘날 스위치 모드 전압 레귤레이터는 어디에나 있습니다.

인덕터와 스위칭 주파수

스위칭 레귤레이터를 설계할 때 고려해야 할 다양한 결정과 세부 사항이 있지만스위칭 주파수 선택주요 고려 사항입니다. 과도 응답, EMI, 크기, 비용, 효율을 포함한 컨버터 성능의 여러 측면은 스위칭 주파수의 영향을 받습니다.

요즘의 일반적인 추세는 스위칭 주파수가 높아질수록 효율성이 낮아지고, 이는 휴대용 기기의 배터리 수명을 단축시킨다는 사실에도 불구하고, 더 높은 주파수 변환기를 선호하는 것 같습니다.

이는 스위칭 주파수와 효율 간의 관계에 대한 예를 보여줍니다. 이 특정 플롯은 다음에서 가져왔습니다.데이터시트Linear Tech/Analog Devices에서 만든 스텝다운 레귤레이터용입니다.

이는 높은 스위칭 주파수에 따른 크기 및 비용 감소가 많은 애플리케이션에서 필수적인 요건이기 때문이라고 생각합니다. 저는 최근STMicroelectronics의 새로운 DC/DC 컨버터최대 2MHz의 주파수에서 작동하고 복잡한 제어 회로를 사용하여 공간 제약이 있는 시스템과의 호환성을 유지하면서도 높은 효율성과 낮은 정지 전류를 달성합니다.

설계자들은 스위칭 주파수를 높이고 저비용, 소형, 저전력 요구 사항을 충족하려고 노력합니다.방사 EMI이러한 환경에 최적화된 인덕터가 필요합니다. 이상적인 인덕터는 높은 스위칭 주파수에 의해 부정적인 영향을 받지 않습니다. 단지 주파수가 증가함에 따라 임피던스가 꾸준히 증가하는 특성을 보일 뿐입니다. 그러나 실제 인덕터는 그렇게 간단하지 않습니다.

HA74 시리즈

TT Electronics의 이 새로운 인덕터는 공간 제약이 있는 고주파 DC/DC 컨버터, 특히 자동차 애플리케이션에 적합하도록 설계되었습니다. AEC-Q200 인증을 받았으며 -55°C ~ +155°C의 넓은 온도 범위에서 작동합니다.

HA74 제품군은 작은 크기와 낮은 두께의 패키지로 높은 전력 밀도와 높은 효율을 제공하도록 설계되었습니다. 최대 3MHz의 높은 스위칭 주파수에 권장됩니다.

실제 인덕터는 저항 특성을 가지고 있어 전력 손실을 초래하며, 이러한 전력 손실은 전체 레귤레이터 회로의 효율을 저하시킵니다. 인덕터가 DC 저항을 가지고 있다고 생각하는 경우가 많지만, 인덕터의 저항 특성은 주파수의 영향을 받습니다.

저는 인덕터 물리학 전문가가 아니기 때문에 자세한 내용은 Texas Instruments의 애플리케이션 노트를 참고할 것입니다.지원서 SLVA157, 자기 히스테리시스 손실, 와전류 손실, 스킨 효과 손실, 방사 손실은 모두 인덕터에서 발생하는 총 손실의 주파수에 따라 달라지는 구성 요소입니다.

HA74 시리즈의 데이터시트는 다소 간략해서, 이 인덕터를 고주파 애플리케이션에 적합하게 만드는 특성에 대한 자세한 정보는 없습니다. 제가 확실히 아는 것은 "저손실 금속 합금 코어 구성"을 가지고 있다는 것뿐이며, 재료와 권선 구성이 고주파에서 저손실에 최적화되어 있다고 가정합니다.

현재 역량

아래에 표시된 기본 벅 컨버터를 살펴보면 부하로 흐르는 전류는 인덕터를 통과해야 한다는 것을 알 수 있습니다.

스위칭 레귤레이터에 사용되는 인덕터는 과도한 발열이나 포화 없이 필요한 전류를 처리할 수 있어야 합니다. HA74 소자는 1.2A에서 2.9A까지의 전류 정격을 갖습니다. 다음 그래프는 2.9A 전류 정격을 갖는 부품인 HA74-054R7의 온도와 인덕턴스에 대한 고전류의 영향을 보여줍니다.

HA74에서 가져온 플롯데이터시트.

특정 애플리케이션에 맞춰 DC/DC 컨버터 회로를 최적화하는 데 어떤 어려움이 있었나요? 댓글로 의견을 남겨주세요.

뉴스 출처:

https://www.allaboutcircuits.com/news/dc-dc-컨버터용 저프로파일 차폐 인덕터 신제품/