YAGEO METCOM Metal Composite Power Inductors

Gli induttori sono uno dei componenti più ampiamente utilizzati nei circuiti elettrici ed elettronici, insieme a condensatori e resistori. Un induttore è un componente passivo di accumulo di energia che immagazzina energia magnetica. La costruzione di un induttore è relativamente semplice, composta solo da un filo avvolto in una bobina. Il simbolo del circuito dell'induttore è il seguente:

Caratteristiche elettriche di base degli induttori

La legge di Ohm nel caso di un induttore è espressa attraverso la seguente equazione:

Questa equazione ci dice che il tasso di variazione della corrente attraverso un induttore non è istantaneo. Quando un induttore viene alimentato, si sviluppa immediatamente una tensione attraverso l'induttore. Tuttavia, la corrente attraverso l'induttore non cambia bruscamente. In parole semplici, gli induttori resistono al cambiamento della corrente — la corrente attraverso l'induttore cambia in modo esponenziale, come mostrato nella figura sottostante.

Per un circuito puramente induttivo, la tensione precede la corrente di 90º. Le forme d'onda della tensione e della corrente per un circuito puramente induttivo sono mostrate nella figura sotto:

Gli induttori si trovano in tutti i tipi di macchine e dispositivi elettrici che si basano sulla manipolazione dell'energia magnetica per funzionare. Esempi di tali macchine e dispositivi includono motori, trasformatori, relè, altoparlanti e alimentatori. Gli avvolgimenti e le bobine all'interno di motori, trasformatori e generatori sono esempi di induttori.

Induttori di Potenza METCOM

Il materiale di costruzione degli induttori svolge un ruolo fondamentale nel determinare le caratteristiche prestazionali degli induttori. Una delle principali applicazioni degli induttori è nei convertitori DC-DC e negli alimentatori a commutazione. Gli induttori sono frequentemente utilizzati nei filtri di ingresso e uscita degli alimentatori a commutazione. Tuttavia, gli induttori realizzati con materiali convenzionali sono spesso carenti in termini di prestazioni quando si tratta di applicazioni automotive impegnative. Tuttavia, gli induttori in metallo composito sono una soluzione ideale per le applicazioni SMPS (Switching Mode Power Supply) nel settore automobilistico.

Il primo vantaggio degli induttori compositi metallici è l'elevata caratteristica di saturazione che fornisce una maggiore tolleranza per i transitori di corrente. L'induttanza di una bobina varia con la temperatura. Tuttavia, gli induttori METCOM possono ridurre significativamente questo problema. Questi induttori offrono prestazioni stabili su un ampio intervallo di temperature. La temperatura massima di esercizio degli induttori della serie MPEV METCOM è di 180oC.

Vantaggi e Applicazioni

Gli induttori di potenza in metallo composito della serie METCOM MPEV sono progettati esplicitamente per alimentatori switching DC-DC nel settore automobilistico. Gli induttori di potenza METCOM possono essere utilizzati negli alimentatori switching come induttori di potenza e induttori filtro EMI. Alcune delle principali applicazioni degli induttori di potenza METCOM nel settore automobilistico sono:

I vantaggi degli induttori di potenza METCOM MPEV sono:

Le alimentazioni switching operano ad alte frequenze e hanno valutazioni di potenza. Per questo motivo, il circuito dell'alimentatore è sempre a rischio di surriscaldamento, transitori di corrente e interferenze elettromagnetiche. Tutti questi problemi possono portare a danni al circuito e guasti dei componenti. La costruzione metallica composita degli induttori METCOM garantisce una maggiore tolleranza ai transitori di corrente e temperature di funzionamento più elevate. Di conseguenza, l'affidabilità e la durata dell'alimentatore sono migliorate significativamente. Inoltre, il basso rumore acustico e il flusso magnetico di dispersione migliorano l'efficienza energetica dell'SMPS (Switching Mode Power Supply).

La ricerca, la scienza dei materiali e lo sviluppo della polvere magnetica di KEMET forniscono agli induttori di potenza METCOM eccellenti caratteristiche di resistenza al calore. Pertanto, le prestazioni di resistenza al calore degli induttori di potenza METCOM sono di gran lunga superiori a quelle dei suoi concorrenti, come mostrato nel grafico seguente.

Una dimostrazione strutturale sezionata degli induttori di potenza METCOM è fornita nella figura seguente:

Il nucleo composito metallico dell'induttore di potenza è costituito da polvere magnetica, materiale legante e rivestimento isolante. Questo materiale composito garantisce prestazioni superiori e caratteristiche elettriche/termiche. Il rivestimento isolante è necessario per prevenire il contatto tra particelle, in modo che il materiale del nucleo sia discontinuo. La discontinuità del materiale del nucleo impedisce la saturazione precoce del flusso magnetico dovuta alle correnti parassite. Un nucleo saturo non può trasportare più flusso magnetico e risulta in perdita di energia a causa del riscaldamento. La resistenza alla temperatura del rivestimento è ciò che consente il funzionamento ad alta temperatura di MPEV. Vantaggi significativi offerti dalla costruzione metallica composita includono valore stabile di induttanza, perdite di dispersione ridotte, tensione del nucleo ridotta e bassa temperatura.

Alimentatori switching per il settore automobilistico

In questo momento, l'industria dei veicoli elettrici sta vivendo un boom e dominerà il panorama automobilistico nei prossimi anni. Gli alimentatori a modo commutato sono sempre stati una parte integrante del sistema elettrico di qualsiasi automobile. Tuttavia, con l'avvento dei veicoli elettrici, l'importanza di questi alimentatori è aumentata esponenzialmente. Dai fari e gli indicatori al servosterzo e ai sistemi di infotainment, tutti i sottosistemi elettronici di un veicolo dipendono dagli alimentatori commutati per il loro funzionamento. Inoltre, i sistemi di sicurezza critici come ABS, airbag, controllo della velocità di crociera, prevenzione delle collisioni e servosterzo si affidano a alimentatori ad alte prestazioni. Pertanto, l'affidabilità e la sicurezza degli alimentatori automobilistici sono di massima importanza. Il guasto o il malfunzionamento di un alimentatore può portare alla perdita di un sottosistema critico, risultando così in incidenti e lesioni. In questo contesto, l'uso di componenti circuitali affidabili è cruciale. Gli induttori di potenza KEMET METCOM soddisfano gli standard di sicurezza, qualità e prestazioni richiesti dall'industria automobilistica convenzionale e dei veicoli elettrici. Con la loro superiore tecnologia composita metallica, questi induttori forniscono un'induttanza stabile e offrono valutazioni di potenza e temperatura più elevate.

Gli induttori di potenza KEMET METCOM MPEV sono anche preziosi per applicazioni in altre industrie oltre a quella automobilistica. Questi induttori di potenza possono essere utilizzati nei convertitori DC-DC e negli alimentatori a commutazione utilizzati nei convertitori di potenza, nei sistemi di automazione e nei sistemi di elaborazione delle immagini. Gli induttori di potenza METCOM possono essere utilizzati efficacemente nei convertitori DC-DC fino a 48 V.

Famiglia di prodotti

Gli induttori di potenza METCOM possono essere suddivisi in tre famiglie:

La famiglia di induttori MPX è adatta per applicazioni di tipo consumer, commerciale e industriale. La gamma di induttanza disponibile per questa famiglia è 0.1-100 µH. Le famiglie di induttori di potenza MPXV e MPEV sono progettate specificamente per applicazioni automobilistiche e sono qualificate AEC-Q200. La gamma di induttanza disponibile per la famiglia MPXV è 0.1-100 µH, mentre per MPEV è 0.47-47 µH. MPX e MPXV raggiungono una temperatura operativa fino a 155°C, mentre gli induttori MPEV arrivano fino a 180°C.

La figura seguente fornisce un confronto tra induttori compositi in metallo e induttori in ferrite: