YAGEO METCOM Metal Composite Power Inductors

Les inductances sont l'un des composants de circuits électriques et électroniques les plus largement utilisés, avec les condensateurs et les résistances. Une inductance est un composant de stockage d'énergie passif qui stocke de l'énergie magnétique. La construction d'une inductance est relativement simple, consistant uniquement en un fil enroulé en une bobine. Le symbole de circuit de l'inductance est le suivant :

Caractéristiques électriques de base des inductances

La loi d'Ohm dans le cas d'une inductance s'exprime par l'équation suivante :

Cette équation nous indique que le taux de variation du courant à travers une inductance n'est pas instantané. Lorsqu'une inductance est mise sous tension, une tension se développe immédiatement à ses bornes. Cependant, le courant traversant l'inductance ne change pas brusquement. En termes simples, les inductances s'opposent aux variations de courant — le courant à travers l'inductance évolue de manière exponentielle, comme illustré dans la figure ci-dessous.

Pour un circuit purement inductif, la tension devance le courant de 90°. Les formes d'onde de la tension et du courant pour un circuit purement inductif sont illustrées dans la figure ci-dessous :

Les inductances se trouvent dans tous les types de machines et dispositifs électriques qui utilisent l'énergie magnétique pour leur fonctionnement. Parmi ces machines et dispositifs, on compte les moteurs, transformateurs, relais, haut-parleurs et alimentations électriques. Les enroulements et bobines à l'intérieur des moteurs, transformateurs et générateurs sont des exemples d'inductances.

Inducteurs de puissance METCOM

Le matériau de construction des inductances joue un rôle essentiel dans la détermination des caractéristiques de performance des inductances. Une application majeure des inductances se trouve dans les convertisseurs DC-DC et les alimentations à découpage. Les inductances sont fréquemment utilisées dans les filtres des étapes d'entrée et de sortie des alimentations à découpage. Cependant, les inductances fabriquées à partir de matériaux conventionnels sont souvent insuffisantes en termes de performance pour les applications automobiles exigeantes. En revanche, les inductances en composite métallique constituent une solution idéale pour les applications SMPS (alimentation à découpage) automobiles.

Le premier avantage des inducteurs composites métalliques est leurs caractéristiques de saturation élevées, qui offrent une meilleure tolérance aux transitoires de courant. L'inductance d'une bobine varie avec la température. Cependant, les inducteurs METCOM peuvent réduire significativement ce problème. Ces inducteurs offrent des performances stables sur une large plage de températures. La température maximale de fonctionnement des inducteurs METCOM de la série MPEV est de 180oC.

Avantages et Applications

Les inductances de puissance métalliques composites de la série METCOM MPEV sont conçues spécifiquement pour les alimentations à découpage DC-DC dans l'industrie automobile. Les inductances de puissance METCOM peuvent être utilisées dans les alimentations à découpage en tant qu'inductances de puissance et inductances de filtrage EMI. Certaines des applications principales des inductances de puissance METCOM dans l'industrie automobile sont :

Les avantages des inductances de puissance METCOM MPEV sont :

Les alimentations à découpage fonctionnent à des fréquences élevées et possèdent des puissances nominales. Pour cette raison, le circuit d'alimentation est toujours exposé au risque de surchauffe, de transitoires de courant et d'interférences électromagnétiques. Tous ces problèmes peuvent entraîner des dommages au circuit et des défaillances des composants. La construction en métal composite des inducteurs METCOM garantit une meilleure tolérance aux transitoires de courant et des températures de fonctionnement plus élevées. Ainsi, la fiabilité et la durabilité de l'alimentation électrique sont considérablement améliorées. De plus, le faible bruit acoustique et le faible flux de fuite magnétique améliorent l'efficacité énergétique du SMPS (Switching Mode Power Supply).

Les recherches, la science des matériaux et le développement de poudre magnétique de KEMET confèrent aux inductances de puissance METCOM d'excellentes caractéristiques de résistance à la chaleur. Ainsi, la performance de résistance à la chaleur des inductances de puissance METCOM est bien supérieure à celle de ses concurrents, comme le montre le graphique suivant.

Une démonstration structurelle en coupe des inductances de puissance METCOM est fournie dans la figure ci-dessous :

Le noyau composite métallique de l'inductance de puissance est composé de poudre magnétique, de matériau liant et d'un revêtement isolant. Ce matériau composite garantit des performances supérieures ainsi que des caractéristiques électriques et thermiques optimales. Le revêtement isolant est nécessaire pour empêcher le contact entre les particules, rendant ainsi le matériau du noyau discontinu. La discontinuité du matériau du noyau permet d'éviter la saturation précoce du flux magnétique due aux courants de Foucault. Un noyau saturé ne peut plus transporter davantage de flux magnétique et entraîne une perte d'énergie par échauffement. La résilience thermique du revêtement est ce qui permet le fonctionnement à haute température de MPEV. Les avantages significatifs offerts par la construction en métal composite incluent une valeur d'inductance stable, des pertes de fuite réduites, une contrainte du noyau diminuée, et une température basse.

Alimentations à découpage pour l'automobile

Actuellement, l'industrie des véhicules électriques (VE) connaît un essor et dominera le paysage automobile dans les années à venir. Les alimentations à découpage ont toujours été une partie intégrante du système électrique de toute voiture. Cependant, avec l'avènement des VE, l'importance de ces alimentations a augmenté de façon exponentielle. Des phares et indicateurs à la direction assistée et aux systèmes d'infodivertissement, tous les sous-systèmes électroniques d'un véhicule dépendent des alimentations à découpage pour leur fonctionnement. En outre, les systèmes critiques pour la sécurité tels que l'ABS, les airbags, le régulateur de vitesse, l'évitement des collisions et la direction assistée reposent tous sur des alimentations haute performance. Par conséquent, la fiabilité et la sécurité des alimentations automobiles sont d'une importance capitale. Une défaillance ou un dysfonctionnement d'une alimentation peut entraîner la perte d'un sous-système critique, provoquant ainsi des accidents et des blessures. Dans ce contexte, l'utilisation de composants de circuit fiables est cruciale. Les inductances de puissance KEMET METCOM répondent aux normes de sécurité, de qualité et de performance requises par l'industrie automobile conventionnelle et des VE. Grâce à leur technologie avancée en métal composite, ces inductances offrent une inductance stable et des performances supérieures en termes de puissance et de températures.

Les inductances de puissance KEMET METCOM MPEV sont également précieuses pour des applications dans d'autres industries en dehors de l'industrie automobile. Ces inductances de puissance peuvent être utilisées dans les convertisseurs DC-DC et les alimentations à découpage utilisées dans les convertisseurs de puissance, les systèmes d'automatisation et les systèmes de traitement d'images. Les inductances de puissance METCOM peuvent être utilisées efficacement dans les convertisseurs DC-DC jusqu'à 48 V.

Famille de produits

Les inductances de puissance METCOM peuvent être regroupées en trois familles :

La famille d'inductances MPX est adaptée aux applications de qualité grand public, commerciale et industrielle. La plage d'inductance disponible pour cette famille est de 0,1 à 100 µH. Les familles d'inductances de puissance MPXV et MPEV sont spécialement conçues pour les applications automobiles et sont qualifiées AEC-Q200. La plage d'inductance disponible pour la famille MPXV est de 0,1 à 100 µH, tandis que pour la MPEV, elle est de 0,47 à 47 µH. Les MPX et MPXV atteignent une température de fonctionnement allant jusqu'à 155°C, tandis que les inductances MPEV peuvent aller jusqu'à 180°C.

Une comparaison entre les inducteurs composites métalliques et en ferrite est fournie dans la figure suivante :