Integrierte Induktivitäten

Die beiden beliebtesten Technologierichtungen im aktuellen Bereich sind Leistungselektronik und magnetische Komponenten.Heute besprechen wir etwas über dieIntegrierte Induktivitäten.

Integrierte Induktivitäten stellen einen wichtigen Trend in der Entwicklung magnetischer Komponenten hin zu hoher Frequenz, Miniaturisierung, Integration und hoher Leistung dar. Sie sollen jedoch nicht alle herkömmlichen Komponenten vollständig ersetzen, sondern sich in ihren jeweiligen Fachgebieten als Standard etablieren.

Integrierter Induktor ist ein revolutionärer Fortschritt bei gewickelten Induktoren, bei dem die Pulvermetallurgietechnologie zum Gießen von Spulen und magnetischen Materialien verwendet wird

Warum ist es ein Entwicklungstrend?

1. Extrem hohe Zuverlässigkeit: Herkömmliche Induktoren verwenden zusammengeklebte Magnetkerne, die bei hohen Temperaturen oder mechanischen Vibrationen brechen können. Die integrierte Struktur umhüllt die Spule vollständig mit einem robusten magnetischen Material, ohne Klebstoff oder Zwischenräume. Sie verfügt über extrem starke Vibrations- und Stoßfestigkeit und löst damit im Wesentlichen das größte Zuverlässigkeitsproblem herkömmlicher Induktoren.

2. Geringere elektromagnetische Störungen: Die Spule ist vollständig durch Magnetpulver abgeschirmt und die magnetischen Feldlinien werden effektiv im Inneren des Bauteils eingeschlossen, wodurch die externe elektromagnetische Strahlung (EMI) deutlich reduziert wird und gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit gegenüber externen Störungen erhöht wird.

3. Geringe Verluste und hohe Leistung: Das verwendete magnetische Legierungspulvermaterial zeichnet sich durch verteilte Luftspalte, geringe Kernverluste bei hohen Frequenzen, einen hohen Sättigungsstrom und hervorragende Gleichstromvorspannungseigenschaften aus.

4. Miniaturisierung: Es können eine größere Induktivität und ein höherer Sättigungsstrom in einem kleineren Volumen erreicht werden, wodurch die Anforderungen an „kleinere und effizientere“ elektronische Produkte erfüllt werden.

Herausforderungen:

*Kosten: Der Herstellungsprozess ist komplex und die Kosten für die Rohstoffe (Legierungspulver) sind relativ hoch.

*Flexibilität: Sobald die Form fertiggestellt ist, sind die Parameter (Induktivitätswert, Sättigungsstrom) festgelegt, im Gegensatz zu magnetischen Stabinduktoren, die flexibel angepasst werden können.

Anwendungsbereiche: DC-DC-Umwandlungsschaltungen in nahezu allen Bereichen, insbesondere in Szenarien, die eine extrem hohe Zuverlässigkeit und Leistung erfordern, wie zum Beispiel:

*Automobilelektronik: Motorsteuergerät, ADAS-System, Infotainmentsystem (höchste Anforderungen).

*High-End-Grafikkarte/Server-CPU: VRM (Spannungsregelungsmodul), das für hohen Strom und schnelles Einschwingverhalten für Kern und Speicher sorgt.

*Industrieausrüstung, Netzwerkkommunikationsausrüstung usw.

*Im Bereich der Energieumwandlung und -isolierung (Transformatoren) wird die Flachleiterplattentechnologie zur bevorzugten Wahl für Mittel- bis Hochfrequenz- und Mittelleistungsanwendungen.

*Im Bereich der Energiespeicherung und -filterung (Induktoren) ersetzt die integrierte Formtechnologie im High-End-Markt schnell herkömmliche magnetisch abgedichtete Induktoren und wird zum Maßstab für hohe Zuverlässigkeit.

In Zukunft werden sich diese beiden Technologien mit der Weiterentwicklung der Materialwissenschaft (wie beispielsweise bei niedrigen Temperaturen mitgebrannte Keramik, bessere magnetische Pulvermaterialien) und der Herstellungsverfahren weiterentwickeln und zu besserer Leistung, weiter optimierten Kosten und einem breiteren Anwendungsspektrum führen.