TDK功率电感器：为汽车电气化的进一步发展提供支持的电子元件

前言

近年来，汽车行业正经历着重大的变革。随着先进驾驶辅助系统 (ADAS)*1 的出现、电动汽车的转变以及信息娱乐系统的日益成熟，汽车俨然已进化为高级电子设备。电子元件在这一转变中发挥着至关重要的作用。本文将重点介绍支持汽车进一步发展的电子元件：汽车应用中的功率电感器。

汽车正加速走向电气化

在全球日益关注碳中和的背景下，各大汽车厂商纷纷宣布进军电动汽车市场。全部或部分由电池和电机驱动的xEV正在引领这一趋势。汽车行业正在经历一场大规模的技术创新浪潮，比如利用摄像头和传感器检测周围信息以辅助驾驶的 ADAS 的加速发展以及自动驾驶技术的演变。
 
随着向电动汽车和电子设备的转变，车载电子控制单元 (ECU)*2（控制发动机、电机、制动器和传感器的计算机）的数量也在增加。实际上，最新型的汽车中已使用了数百个电子控制单元。
 
按类别划分的汽车电子控制单元

汽车配有各种与动力系统、信息处理和安全相关的电子控制单元，以电子方式控制车辆的各项功能。
电子控制单元的使用数量正在逐年攀升。

汽车电子元件的作用

所有电子控制单元都含有 DC-DC 转换器，用于将电池电压调整到最佳水平。功率电感器是决定这些转换器性能的关键元件。接通直流电 (DC) 时，电流可自由通过电感器，而接通交流电 (AC) 时，电感器将发挥电阻的作用。当搭配执行高速开关的 IC 使用时，电感器可促使 DC-DC 转换器将电压转换到所需水平。
 
功率电感器根据其结构，大致分为绕线型、积层型和薄膜型。绕线型的特点是可承载高电流，并且提供各种搭配铁氧体或软磁金属芯的产品可供选择。积层型和薄膜型的尺寸可以更小、更薄，近年来，这两种类型也具备了处理高电流的能力。由于电子控制单元需要为其控制的设备配备最佳 DC-DC 转换器，所以需要各种具有不同特性的功率电感器产品。
 
 

汽车功率电感器的需求预测

对电子控制单元不断增长的需求预计将大幅推动对汽车电感器的需求。
（2020 年的需求值用 100 表示。数据来源：TDK 的研究）

 
随着汽车上电子控制单元数量的不断增加，对于电感器、电容器和 EMC 产品等电子元件的需求也在激增。全球对汽车电感器的需求预计还将继续增加，到 2030 年将达到 2020 年的两倍左右。（数据来源：根据TDK 的调查）
 

TDK的功率电感器具有广泛的特性

随着电动汽车 (xEV) 和自动驾驶的发展，人们对汽车电子元件的性能要求也在不断提高。由于乘员和周围环境的安全与自动驾驶和碰撞安全系统等汽车功能密切相关，所以要求电子元件比以往更可靠，性能更高。由于 DC-DC 转换器正朝着更高频开关的方向转变，以缩小尺寸，减轻重量，所以功率电感器也必须能够处理更高的频率。
 
TDK 提供多种专为汽车应用设计的功率电感器，以根据其作用为具有不同电感和电流要求的电子控制单元提供支持，比如 ADAS、传感器和图像处理。这些电感器可最大限度降低故障风险，以提供强大的可靠性，满足自动驾驶技术的复杂需求。此外，这些电感器还具有抗噪能力，该能力是对开关元件越来越高的工作频率的补充。
 

汽车功率电感器产品组合

TDK 的功率电感器可在各种电感和额定电流组合中使用。
每种产品的特性范围都在上图中用一个彩色区域表示。

 


来自 TDK株式会社磁性材料事业部的大久保等 (Hitoshi Okubo) 讲述了 TDK 汽车功率电感器的优势。“近年来，随着 ADAS 和自动驾驶等安全功能的增强，汽车变得更加智能，信息娱乐功能更加丰富，远程信息处理功能也更加完善。由于车载电子设备的数量预计还将继续增加，希望我们的产品能够应用到更多领域。与此同时，考虑到电子设备故障对汽车安全的负面影响非常大，所以人们对“零缺陷”质量的需求比以往任何时候都更加强烈。TDK 通过使用绕线、积层和薄膜等多种构建方式，提供紧凑、多功能且高度可靠的电感器产品。尤其是专为汽车应用设计的薄膜功率电感器，这种电感器将 TDK 专有薄膜与经历漫长发展的磁性材料技术相结合，获得了传统产品所不具备的特性。它不仅体积很小，而且性能卓越且可靠性高。我们还将继续响应市场需求，提供适合客户应用的各种产品。”
 
凭借广泛的产品阵容，TDK 的汽车功率电感器为不断扩充的汽车和电子控制单元功能提供了合适的性能，也为不断发展的下一代汽车奠定了安全和环保性能的基础。
 

适用于汽车应用的 TDK 高可靠性功率电感器产品

术语

先进驾驶辅助系统 (ADAS)：专为提升汽车安全性而设计的系统。

电子控制单元 (ECU)：以电子方式控制发动机、制动器、摄像头、大灯、车内温度和汽车其他模块的组件。