【经验】如何选择适合汽车DC-DC转换器应用的电感器
在车用DC-DC转换器应用中的电感器件是需要经过仔细选择的，这样才能符合电气性能、成本、质量的高要求组合，这是进入汽车行业的配件标准要求。本文将给出如何计算参数规格的指导以及如何应用可能的折衷方案。
在汽车电子行业中，大约有80多种不同的电子器件应用，每一种器件都需要从车载电池电源获得其特定的供电输入参数。虽然这可以用大型的“线性”稳压器来解决，但是功耗太大。更高效的方法是使用“降压”或者“升降压”开关稳压器，这能够提高90%以上效率。而这种类型的开关稳压器总是会需要搭载一个电感，而如何去选择一个正确合适的电感呢？使用起源于19世纪的电磁理论进行参数计算的过程，有时候看起来显得有点神秘感。但现在的电子设计工程师们希望能够有一个公式，可以直接输入最后的目标性能参数，就能算出准确的电感数值以及电流范围，这样他们就能直接从电子零件目录中选择需要的电感器了。然而这一切并不是那么简单的，首先要将所有的假设情况都考虑进去，并且权衡利弊，再要进行多次的设计迭代，最后才能得到可用的参数值。但即便如此，我们得出的理想数据可能并没有标准器件能够符合。此时就需要再次重复设计过程，以便找到一个合适的并且市场上可寻的电感器。
图1 基本的降压转换器电路
让我们来看一下图1中的降压转换器电路，Vin是电池电压，Vout是降压后的输出电源轨，其中SW1和SW2交替打开和关闭。我们所关心的是电感L1在这个电路中的功能是什么？简单点说，电感L1在SW1打开时，需要存储到足够的电能量，以便在SW1关闭时仍能够保持功率输出。我们能够简单的计算出电感器L1的储存能量值，将其与电路需求进行匹配，但是实际应用中还有更多的其他问题需要同时考虑。比如，由于SW1和SW2的交替开关，使得电感L1中的电流不停的上升下降，从而形成一个三角形的“纹波电流”。这个纹波电流将会流入到电容器C1中，而在SW1关闭后，电容器C1将会产生放电效应。放电电流通过电容的ESR特性会产生一个波动的电压输出。所以，如果这是一个关键参数，并且这个电容器的选型和它的ESR特性参数，都因为大小尺寸或者成本等原因已经确定下来了，那么你所要选用的电感值以及它的纹波电流参数都要随之而改变。
在选择电容器时往往有着一定的灵活性，如果ESR数值较低的话，我们可以容许较大的电流波动。但是，这样也会有一点问题，如果电流的波谷在轻负载的情况下接触到了零点，而SW2又是一个二极管开关，那么通常情况下，二极管会停止该部分周期的导通，最终导致转换器也进入不连续传导模式。这种情况下，转换器的传递函数将发生改变，很难达到稳定优化的输出效果。然而，现在的降压变换器通常采用同步整流电路，SW2是一个MOSFET，开关打开时，SW2可以在两个方向上传导漏极电流。这样的话，电感电流甚至可以波动到负值上，电路也仍能保持连续导通状态（见图2），就不存在上述的问题了。在这种情况下，我们可以允许纹波电流的峰峰值I很高，具体阈值与实际电感值有关，公式为I=ET/L。E是在时间T过程中的电感电压，也可以简单理解为在SW1关闭的时间段T过程中的输出电压E。通过传递函数可以看出，当输入电压达到最高值时，T也会达到最大值，I也同时达到最大值。举例说明，最大电池电压18V，输出电压为3.3V，开关频率500kHz，纹波电流峰峰值1A，L经过计算得出值为5.4µH。此计算假设SW1和SW2没有电压降，并且不计算负载电流损耗。
图2 降压转换器的导通模式曲线图
在产品目录中随便搜索一下，你就会发现有很多器件的电流标定范围符合你的负载需求，但是要切记纹波电流是要叠加在DC电流值上的，所以例子中的电感电流峰值需求要比负载电流高出0.5A。电感器标定额定电流的方式一般有两种，温度极限型和电磁饱和极限型。饱和极限型要避免在峰值电流时出现饱和现象，并且注意这个极限值会随着温度而降低。温度极限型一般会给出一个温度上升空间（通常为40℃），如果有冷却系统的话，就能在更高的电流下工作。需要仔细检查电感器的数据曲线表，从而确定该器件到底是饱和极限型还是温度极限型。
另一个重要的考虑因素是电感的损耗。当纹波电流较低时，损耗主要来自于电阻，是容易计算的。但是在纹波电流较大时，核心损耗就开始变得难以预测了，这主要取决于电流波动的波形以及频率和温度。需要在原型产品上进行几次实物测试，才可能看出是否需要降低纹波电流，从而达到最佳的整体效率。降低纹波电流可采用更换更高值的电感器方式，也可能是增加DC电阻的阻值，总之这是一个迭代实验的过程。
图3 TT电子公司的HA66系列电感器
在我们的使用实例中，TT电子公司的HA66系列（参见图3）高性能产品，让我们获益良多。其性能参数包括，5.3µH的电感系数，电流饱和值为2.5A，可设置为2A的负载电流+/-0.5A的电流波动。温度极限型电感，升温极限值为40°C，环境温度最大值+85°C，工作温度范围为-40°C~+125°C。该器件完全符合汽车行业应用的准入标准，通过AECQ200认证（汽车行业被动元件专门认证标准），TT电子公司也通过了TS-16949（汽车行业专用质量体系）的质量体系认证。并且也符合RoHS环境保护标准。
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
HA72L-0530 series Power Inductors
型号- HA72L-XXXXXXXLFTR,HA72L-0530100LFTR,HA72L-0530R68LFTR,HA72L-05303R3LFTR,HA72L-05301R2LFTR,HA72L-05304R7LFTR,HA72L,HA72L-05301R0LFTR,HA72L-0530R47LFTR,HA72L-05302R2LFTR,HA72L SERIES,HA72L-05306R8LFTR,HA72L-0530,HA72L-05301R5LFTR,HA72L-0530 SERIES,HA72L-0530R20LFTR
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TT Electronics BI-MAG电感选型表
TT Electronics BI-MAG产品涵盖与电源、电磁学相关的各种解决方案，包括电感器（表面贴装电感器、功率电感器、耦合电感器）、变压器和磁性元件，提供多参数选择，最小电感值达0.1uH
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产品型号
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品类
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Inductance(uH)
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DCR(TYP.)(mΩ)
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HA00-10043ALFTR
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High Voltage Isolation Flyback Transformer
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60uH±20%
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450mΩ
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选型表 - TT Electronics 立即选型
TT Electronics Standard Magnetic Components选型表
TT Electronics标准磁性元件包含变压器、电感器、共模扼流圈等产品，符合AEC-Q200标准，多种形状，安装方式可分为SM和TH，具有电流检测、栅极驱动功能。
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产品型号
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品类
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Length（mm）
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Width（mm）
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Height（mm）
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Operating Temperature（℃）
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Inductance Min（uH）
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Inductance Max（uH）
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Rated Current @ 25°C ambient Min（A、kA)
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Rated Current @ 25°C ambient Max（A)
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Saturation Current @ 25°C ambient Min（A)
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Saturation Current @ 25°C ambient Max（A)
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DC Resistance Min(mΩ、Ω）
|
DC Resistance Max(mΩ、Ω）
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Description
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Application
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|
HA00-10043BLFTR
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High voltage isolation flyback transformer
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12mm
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12.65mm
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6.3mm
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-40°C - 155°C
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51uH
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69uH
|
-
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1.1A
|
-
|
-
|
-
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305mΩ
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High voltage isolation flyback transformer
|
DC/DC converters
|
选型表 - TT Electronics 立即选型
HA72L-1040 series Power Inductors
型号- HA72L-1040R56LFTR,HA72L-1040470LFTR,HA72L-10405R6LFTR,HA72L-10406R8LFTR,HA72L-XXXXXXXLFTR,HA72L-10402R0LFTR,HA72L-1040330LFTR,HA72L-1040101LFTR,HA72L-1040R47LFTR,HA72L-1040100LFTR,HA72L-10401R2LFTR,HA72L SERIES,HA72L-1040R19LFTR,HA72L-1040820LFTR,HA72L-1040R24LFTR,HA72L-1040 SERIES,HA72L-10401R0LFTR,HA72L-1040680LFTR,HA72L-10404R7LFTR,HA72L,HA72L-1040150LFTR,HA72L-1040R36LFTR,HA72L-10403R3LFTR,HA72L-1040560LFTR,HA72L-1040,HA72L-10401R8LFTR,HA72L-1040220LFTR,HA72L-1040R78LFTR,HA72L-10408R2LFTR
TT磁性元件选型：功率电感、功率变压器、共模/差模扼流圈，提供工业控制、医疗、汽车高可靠产品
TT旗下的BI technologies（BI ）公司为一家专门从事交通运输、工业以及医疗等领域应用场合功率变压器、电感、扼流圈生产、设计的元器件厂商。BI的专业团队可根据自身推出的磁性元件以及其他市场主导型产品给客户提供被业界广泛认可的解决方案。BI公司磁性元件产品线丰富，包括功率电感、功率变压器、共模/差模扼流圈、定制化磁性元件以及IC参考设计中用到的功率磁性元件等。
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TT Electronics（TT） 磁性元件选型指南
目录- Automotive Product Selector Guide Power Magnetics Selector Guide Magnetic Components Selector Guide
型号- HM31,HM11-3XXXXLF,HM33,HA79M,HM85-32XXXLF,HA78M-50XXXLFTR,HA78-50XXXLF,HM79-20XXXLF,HM66M-84XXXLFTR,HM66-50XXXLF,HM28-35XXXLF,HM53-XXXXXVLF,HM79M-10XXXLFTR,HM77-XXXX2LF,HA55-3623XXXLF,HM28,HA72L-0420XXXLFTR,HA78-45XXXLF,HA86A-20XXXLFTR,HM73-S12XXXLF,HM71-20XXXLF,HM51-XXXXLF,HM65-HXXXLF,HM51,HM73-15XXXLF,HM50,HM53,HM55,HM78D,HM72L-0420XXXLFTR,HM66A,HA55-3023XXXLF,HM72L-0630XXXLFTR,HM85-44XXXLF,HM78M-10XXXLFTR,HM53E,HM78-50XXXLF,HM77-XXXX1LF,HM31-10XXXLF,HM41,HM66A-1030XXXNLF,HM78D-1210XXXMLF,HM78-40XXXLF,HM66M,HA72L-1770XXXLFTR,HM65-XXXLF,HM78M,HM66-40XXXLF,HM73,HM78-45XXXLF,HM77,HA79M-60XXXLFTR,HM76,HM79,HM78,HM73-20XXXLF,HM79M-60XXXLFTR,HA19-40000LF,HM55-32XXXLF,HA72L-1250XXXLFTR,HA86A-10XXXLFTR,HM79S,HM79M,HM66M-60XXXLFTR,HM33-H10XXXLF,HA55L-2223XXXLF,HM66,HM65,HM69D,HM67,HM69,HM85-37XXXLF,HM11-4XXXXLF,HA42A-20XXXALFTR,HM76-30XXXJLF,HM78-30XXXLF,HM76-10XXXJLF,HA78-10XXXLF,HM11-1XXXXLF,HM73-50XXXLF,HM71,HA19,HM55-21XXXLF,HA19-20000LF,HA72L-0530XXXLFTR,HM28-32XXXLF,HM73-40XXXLF,HM79S-105XXXLF,HM55-22XXXLF,HA72L-1040XXXLFTR,HM78-20XXXLF,HM41-2XXXXLF,HA79M-10XXXLFTR,HM69D-10XXXLFTR,HM79-60XXXLF,HA78M-20XXXLFTR,HM85,HM66A-1050XXXNLF,HM11-2XXXXLF,HA19-30000LF,HA55L-3623XXXLF,HM78M-20XXXLFTR,HM28-42XXXLF,HM31-21XXXLF,HM73-30XXXLF,HM55-12XXXLF,HM41-1XXXXLF,HM78-10XXXLF,HM55-31XXXLF,HA78D-L128XXXLFTR,HM33-10XXXLF,HM55-24XXXLF,HA78D-128XXXXLFTR,HM79S-125XXXLF,HM73-12XXXLF,HM72L-0412XXXLFTR,HM28-20XXXLF,HM73-60XXXLF,HA55L-4523XXXLF,HM66-80XXXLF,HA78-20XXXLF,HA72L-1050XXXLFTR,HA78M-10XXXLFTR,HM66-15XXXLF,HM71-50XXXLF,HM66-20XXXLF,HM77-XXXX6LF,HA78DM,HM85-50XXXLF,HA72L,HM73-31XXXLF,HA72T-06XXXLF,HA73E,HA78-30XXXLF,HM66-30XXXLF,HA73E-10XXXLFTR13,HM71-40XXXLF,HM67-10XXXLF,HA66-640XXXLF,HA72T,HM11-5XXXXLF,HM28-24XXXLF,HA66,HM31-20XXXLF,HM65-MXXXLF,HA74-05XXXLFTR,HM73-10XXXLF,HA19-10000LF,HA78DM-1210XXXLFTR,HM72L-0624XXXLFTR,HM69D-30XXXLFTR,HM79S-74XXXLF,HA55L-3023XXXLF,HA65A-2515XXXLF,HM11-6XXXXLF,HM78D-128XXXXLF,HM55-26XXXLF,HM76-40XXXJLF,HA55,HA55-2223XXXLF,HM67-XXXXLF,HM73-10XXXLLF,HA86A,HA66-530XXXLF,HA72L-0630XXXLFTR,HM11-7XXXXLF,HM53-XXXXXHLF,HA78M-30XXXLFTR,HA79M-20XXXLFTR,HM71-30XXXLF,HM78D-755XXXXLF,HA42A-20XXXLFTR,HM65-PXXXLF,HM28-25XXXLF,HM55-14XXXLF,HM77-XXXX4LF,HM78M-30XXXLFTR,HA78-40XXXLF,HM31-20XXXLLF,HM66-60XXXLF,HM76-50XXXJLF,HM72L,HA74,HM79-10XXXLF,HA78,HM72L-0530XXXLFTR,HM73-S15XXXLF,HM78-60XXXLF,HA72L-1265XXXLFTR,HA78DM-128XXXLFTR,HM66M-70XXXLFTR,HM11,HM72L-1040XXXLFTR,HM15,HM15-1XXXXLF,HM71-10XXXLF,HM79S-63XXXLF,HA72L-0624XXXLFTR,HA65A,HM77-XXXX3LF,HA78M,HM53E-2211XXXVLF,HM31-21XXXLLF,HM66-70XXXLF,HM76-20XXXJLF,HA78-60XXXLF,HM50-XXXXLF,HM79M-20XXXLFTR,HM15-2XXXXLF,HA42A,HA78D
【方案】低噪声汽车电子水泵控制器优选元器件方案
描述- 该方案采用新一代的电机驱动芯片配合正弦波算法，可使电机转动平滑，改善机械噪声和电磁噪声，提高驾乘人员的舒适感和安全性。
型号- SM24-02HTG,SPHV_C,SM24CANB-02HTG,HA66,P140LF4QNK,LRMA,GPD,MLX81325LLW-AMU-000-RE,SM24CANA-02HTG
TT Electronics将携电阻器、智能传感器参加2023年APEC，助力EV电池管理和充电功能
TT Electronics是一家为性能关键型应用提供工程技术的全球供应商，将于3月20日至22日在佛罗里达州奥兰多参加APEC，这是电力电子专业人士的领先会议。TT将在502号展台展示其广泛的无源元件和电力电子产品组合。
原厂动态 发布时间 : 2023-02-21
电子商城
品牌：TT Electronics
品类：Shielded Surface Mount Inductors
价格：￥9.9731
现货： 2,000
品牌：TT Electronics
品类：Molded Surface Mount Inductors
价格：￥10.2630
现货： 2,000
品牌：TT Electronics
品类：Molded Surface Mount Inductors
价格：￥7.9391
现货： 2,000
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品类：Molded Surface Mount Inductors
价格：￥9.1015
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品类：Molded Surface Mount Inductors
价格：￥10.2630
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价格：￥10.2630
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现货市场
服务
可定制电感最大电流100A，尺寸最小7 x 7 x 3.0mm到最大35 x 34 x 15.5 mm，工作频率100KHZ ~ 2MHZ，感值范围：0.15 ~ 100uh；支持大功率电感，扁平线电感，大电流电感，高频电感，汽车电感器，车规电感，一体成型电感等定制。
最小起订量： 5000 提交需求>
可定制变压器电压最高4.5KV，高频30MHz；支持平面变压器、平板变压器、OBC变压器、DCDC变压器、PLC信号变压器、3D电源、电流变压器、反激变压器、直流直流变压器、车载充电器变压器、门极驱动变压器等产品定制。
最小起订量： 100000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
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