Не выше 4 мм – низкопрофильные силовые дроссели поверхностного монтажа
13 мая 2014
Аудио- и видеотехника, домашняя и офисная электроника, аппаратура связи, компьютерная техника, измерительное и медицинское оборудование – всюду применяются низковольтные импульсные регуляторы напряжения. Высота корпусов микросхем в этих регуляторах – не более 2 мм, и, при современных требованиях к экономии пространства, для них просто необходимы низкопрофильные дроссели, например, производства компании Sumida.
Концерн Sumida с 1965 года начал выпускать катушки индуктивности, постепенно заняв одно из лидирующих мест в мировом разделении труда по поставкам высококачественных моточных изделий. Sumida имеет обширнейший портфель индуктивных компонентов для силовых и сигнальных применений в различном электронном оборудовании. Особое место занимают комплектующие, аттестованные для применения в автомобилях и имеющие допустимую рабочую температуру 125°С или 150°С. Объем продаж Sumida в 2013 году превысил 60 млрд. иен – огромная величина для узкоспециализированной компании. В настоящее время каталог продукции компании содержит свыше 31000 различных изделий, выполненных с использованием самых передовых технологий, разрабатываемых в научных центрах корпорации, расположенных в Японии, США, Канаде, Китае и на Тайване. Вся продукция Sumida производится за пределами Японии в различных регионах Азии, а также в Мексике, что позволяет, наряду с высоким качеством (все производства сертифицированы по ISO 9000) выпускаемой продукции, свести к минимуму затраты и, соответственно, себестоимость.
Одной из основных тенденций развития электронного оборудования является его миниатюризация, особенно в отношении уменьшения высоты решений. В частности, весьма востребованные в современной аппаратуре низковольтные импульсные регуляторы напряжения мощностью до нескольких десятков ватт и на токи в десятки ампер могут быть выполнены с использованием микросхем в корпусах для поверхностного монтажа толщиной менее 2 мм. При этом рабочие частоты таких преобразователей составляют от нескольких сотен килогерц до единиц мегагерц. Это определяет потребность в силовых пассивных компонентах – дросселях и конденсаторах – с высокой удельной энергоемкостью и мощностью в малогабаритных низкопрофильных корпусах для поверхностного монтажа.
Для массового применения в низковольтных сильноточных цепях преобразователей напряжения и импульсных регуляторов в составе ноутбуков и серверов, Sumida предлагает дроссели с сердечниками, изготовленными из порошкового железа. Этот материал позволяет значительно снизить стоимость дросселей по сравнению с использованием альсиферов или пресспермов. При этом сохраняется возможность работы с довольно большой средней индукцией в сердечнике (по сравнению с ферритами), и доступны приемлемые величины относительной магнитной проницаемости. Отсутствие явно выраженного воздушного зазора в сердечнике из порошкового железа позволяет значительно уменьшить рассеивание магнитного потока за пределы дросселя и таким образом снизить создаваемые им помехи. Основной недостаток порошкового железа – сравнительно большие потери в сердечнике: на полпорядка-порядок по сравнению с другими магнитодиэлектриками и на полтора-два порядка – с современными силовыми ферритами. Однако с этим можно мириться при использовании преобразователей в глубоком режиме непрерывного тока на не слишком высоких частотах. При этом особенно важно, что низкопрофильная конструкция дросселей позволяет чрезвычайно эффективно отводить тепло из сердечника и рассеивать его на печатную плату и в воздух, поэтому можно допускать довольно большие удельные потери в сердечнике. Серии дросселей CDMC6D28NP, CDMC8D28NP и CDMC104NP, параметры которых представлены в таблицах 1…3, могут использоваться в преобразователях с выходной мощностью 5…8, 10…12 и 15…20 Вт соответственно.
Таблица 1. Основные электрические параметры силовых дросселей серии CDMC6D28NP
Наименование | Номинальная индуктивность, нГн | Сопротивление обмотки, мОм | Ток насыщения, А | Тепловой ток, А | |||
максимум | типовое | минимум | типовой | минимум | типовой | ||
CDMC6D28NP-R20MC | 200 | 2.5 | 2.1 | 21.7 | 27.2 | 17.4 | 19.8 |
CDMC6D28NP-R30MC | 300 | 3.2 | 2.7 | 15.4 | 19.3 | 16.1 | 18.2 |
CDMC6D28NP-R47MC | 470 | 4.2 | 3.5 | 13.6 | 17.0 | 14.0 | 15.9 |
CDMC6D28NP-R68MC | 680 | 5.4 | 4.5 | 11.3 | 14.2 | 12.1 | 13.7 |
CDMC6D28NP-1R0MC | 1000 | 8.8 | 7.3 | 8.8 | 11.0 | 9.5 | 10.8 |
CDMC6D28NP-1R5MC | 1500 | 12.5 | 10.4 | 7.3 | 9.2 | 7.6 | 8.6 |
CDMC6D28NP-2R2MC | 2200 | 19.3 | 16.1 | 6.0 | 7.6 | 6.0 | 6.8 |
CDMC6D28NP-3R3MC | 3300 | 30.6 | 25.5 | 5.0 | 6.3 | 4.9 | 5.5 |
CDMC6D28NP-4R7MC | 4700 | 46.4 | 38.7 | 4.3 | 5.4 | 3.7 | 4.2 |
Таблица 2. Основные электрические параметры силовых дросселей серии CDMC8D28NP
Наименование | Номинальная индуктивность, нГн |
Сопротивление обмотки, мОм | Ток насыщения, А | Минимальный тепловой ток, А | ||
максимум | типовое | минимум | типовой | |||
CDMC8D28NP-R18MC | 180 | 1.6 | 1.33 | 28.7 | 35.9 | 25.8 |
CDMC8D28NP-R39MC | 390 | 2.8 | 2.32 | 19.8 | 24.7 | 19.9 |
CDMC8D28NP-R68MC | 680 | 4.6 | 3.84 | 16.0 | 20.0 | 15.4 |
CDMC8D28NP-1R2MC | 1200 | 7.0 | 5.8 | 12.2 | 15.3 | 12.9 |
CDMC8D28NP-1R8MC | 1800 | 12.6 | 10.5 | 9.4 | 11.8 | 9.3 |
CDMC8D28NP-2R2MC | 2200 | 16.1 | 13.4 | 8.8 | 11.0 | 8.1 |
CDMC8D28NP-3R3MC | 3300 | 22.2 | 18.5 | 7.0 | 8.8 | 7.3 |
CDMC8D28NP-3R9MC | 3900 | 24.1 | 20.1 | 6.4 | 8.0 | 7.1 |
Таблица 3. Основные электрические параметры силовых дросселей серии CDMC104NP
Наименование | Номинальная индуктивность, нГн |
Типичное сопротивление обмотки, мОм | Минимальный ток насыщения, А | Минимальный тепловой ток, А |
|
при 20°С | при 125°С | ||||
CDMC104NP-R36M | 360 | 1.1 | 28.0 | 27.0 | 25.0 |
CDMC104NP-R56M | 560 | 1.48 | 22.0 | 21.0 | 21.0 |
Данные в таблицах 1…3 представлены при выполнении следующих условий:
- Индуктивность измеряется на частоте 1 МГц.
- Сопротивление обмотки измеряется на постоянном токе при температуре 20°С.
- Ток насыщения – постоянный ток через обмотку дросселя (при температуре окружающей среды 20°С), при котором индуктивность снижается до 80%, по сравнению с начальной величиной индуктивности.
- Тепловой ток – постоянный ток через обмотку дросселя, при котором ее перегрев составляет 40°С (при температуре окружающей среды 20°С).
Выходное напряжение при этом может составлять от долей вольта до 2…3 В. Они выполнены в корпусах для поверхностного монтажа высотой не более 3 и 4 мм (рисунки 1…3) и имеют длительно допустимую рабочую температуру 125°С.
Для еще более миниатюрных и тонких решений, востребованных в современной мобильной аппаратуре (планшеты, смартфоны, твердотельные накопители с интерфейсом USB 3.0, маломощное оборудование беспроводной связи и т.п.), Sumida в 2014 году выпустила две новые линейки силовых дросселей в ультратонких корпусах для поверхностного монтажа. Одна из линеек представлена сериями дросселей 252010CDMC/DS, 252012CDMC/DS, 0410CDMCB/DS, 0412CDMCB/DS, 0412CDMC/DS, 0415CDMCB/DS, 0415CDMC/DS, 0420CDMCB/DS, 0420CDMC/DS, 0512CDMCB/DS, 0512CDMC/DS, 0520CDMCB/DS, 0520CDMC/DS с сердечниками из порошкового железа. Они имеют толщину корпусов 1…2 мм и перекрывают диапазон мощностей преобразователей приблизительно 0.5…5 Вт. Основные параметры этих дросселей представлены в таблице 4.
Таблица 4. Основные электрические параметры силовых дросселей серий 25ххххCDMCхх, 04ххCDMCхх и 05ххCDMCхх
Наименование | Диапазон индуктивностей, мкГн | Диапазон токов, А |
252010CDMC/DS | 0.47…4.7 | 1.4…4.4 |
252012CDMC/DS | 0.47…4.7 | 1.6…5 |
0420CDMCB/DS | 0.22…22 | 1.6…15 |
0420CDMC/DS | 0.22…22 | |
0415CDMCB/DS | 0.33…10 | 1.8…10 |
0415CDMC/DS | 1 | 7.8 |
0412CDMCB/DS | 0.47…10 | 1.6…8.2 |
0412CDMC/DS | 0.47…10 | 1.0…8.2 |
0410CDMCB/DS | 0.47…4.7 | 1.4…4.2 |
0520CDMCB/DS | 0.33…15 | 2.5…14 |
0520CDMC/DS | ||
0512CDMCB/DS | 2.2…11.5 |
Для обеспечения максимально быстрой реакции импульсных регуляторов напряжения на скачки нагрузки, они должны работать на частотах свыше 1 МГц с большими пульсациями тока дросселя. Чтобы при этом потери в сердечнике и обмотке оставались в допустимых пределах, Sumida выпускает новую линейку дросселей с ферритовыми сердечниками, представленную сериями C201610, C252010 и C252012. Основные параметры этих дросселей представлены в таблицах 5…7.
Таблица 5. Основные электрические параметры силовых дросселей серии C201610
Наименование | Номинальная индуктивность, мкГн | Сопротивление обмотки, мОм | Типичный ток насыщения, А |
Типичный тепловой ток, А |
|
максимум | типовое | ||||
C201610WB-R47 | 0.47 | 81.3 | 65 | 2.1 | 2.0 |
C201610LDB-1R0 | 1 | 131 | 105 | 1.2 | 1.5 |
C201610WB-1R5 | 1.5 | 150 | 120 | 1.2 | 1.4 |
C201610WB-2R2 | 2.2 | 169 | 135 | 0.85 | 1.3 |
C201610WB-4R7 | 4.7 | 538 | 430 | 0.6 | 0.8 |
Таблица 6. Основные электрические параметры силовых дросселей серии C252010
Наименование | Номинальная индуктивность, мкГн |
Сопротивление обмотки, мОм | Типичный ток насыщения, А |
Типичный тепловой ток, А |
|
максимум | типовое | ||||
C252010LDB-1R0 | 1.0 | 131 | 105 | 1.5 | 1.7 |
C252010WB-1R0 | 1.0 | 100 | 80 | 1.7 | 1.9 |
C252010HPB-1R5 | 1.5 | 138 | 110 | 1.2 | 1.7 |
C252010HPB-2R2 | 2.2 | 225 | 180 | 1.4 | 1.2 |
C252010LDB-2R2 | 2.2 | 181 | 145 | 0.8 | 1.4 |
C252010HPB-3R3 | 3.3 | 338 | 270 | 0.8 | 1.0 |
C252010WB-3R3 | 3.3 | 288 | 230 | 1.0 | 1.0 |
C252010HPB-4R7 | 4.7 | 338 | 270 | 0.7 | 1.0 |
C252010LDB-4R7 | 4.7 | 206 | 165 | 0.3 | 1.3 |
C252010WB-4R7 | 4.7 | 400 | 320 | 0.8 | 0.9 |
Таблица 7. Основные электрические параметры силовых дросселей серии C252012
Наименование | Номинальная индуктивность, мкГн |
Сопротивление обмотки, мОм | Типичный ток насыщения, А |
Типичный тепловой ток, А |
|
максимум | типовое | ||||
C252012WB-1R0 | 1.0 | 100 | 80 | 2.0 | 1.9 |
C252012WB-1R5 | 1.5 | 131 | 105 | 1.6 | 1.7 |
C252012WB-2R2 | 2.2 | 163 | 130 | 1.5 | 1.4 |
C252012WB-3R3 | 3.3 | 288 | 230 | 1.3 | 1 |
C252012WB-4R7 | 4.7 | 400 | 320 | 1.2 | 0.9 |
Данные в таблицах 5…7 представлены при выполнении следующих условий:
- Индуктивность измеряется на частоте 3 МГц.
- Сопротивление обмотки измеряется на постоянном токе.
- Ток насыщения – постоянный ток через обмотку дросселя, при котором индуктивность снижается до 70%, по сравнению с начальной величиной индуктивности.
- Тепловой ток – постоянный ток через обмотку дросселя, при котором ее перегрев составляет 40°С (при температуре окружающей среды 25°С).
Они выполнены в корпусах для поверхностного монтажа высотой не более 1 мм и 1.2 мм соответственно (рисунки 4…5). Хотя по удельной энергоемкости эти дроссели уступают конкурентам с сердечником из порошкового железа в 2…2.5 раза, возможность их использования на более высоких частотах и при больших пульсациях тока обеспечивает их высокую удельную мощность. В совокупности две новые линейки силовых дросселей Sumida хорошо дополняют друг друга, равно как и линейку CDMC6D28NP, CDMC8D28NP и CDMC104NP, давая производителям низковольтных сильноточных преобразователей напряжения возможность выбора оптимальных компонентов практически для любых вариантов технических требований.
Заключение
Низкопрофильные силовые дроссели поверхностного монтажа, выпускаемые компанией Sumida, широко представлены в каталоге продукции, поставляемой компанией КОМПЭЛ. Они позволяют реализовать преобразователи напряжения чрезвычайно малой толщины, обладающих весьма высокими параметрами.
Все компоненты оптимизированы для монтажа на автоматизированном оборудовании.
Литература
- Product Catalog2014//Sumida Corp., 11.2013-227 p.p.
Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.
Наши информационные каналы