可耐受高温及振动的高可靠性性能与结构
满足苛刻的车载用条件的功率电感器
随着汽车电装化的快速发展，管理各类车载系统的ECU（电子控制单元）出现了增加的趋势。ECM（发动机控制模块）是ECU的一种，从燃料喷射、吸气、排气到冷却，发挥着对发动机内的所有流程进行监测、控制的作用（图1）。而其主要目的是为了实现最佳的燃油效率以及最少的尾气排放量。
近年来，为了最大限度缩短较重的线束来实现汽车轻量化，ECM逐渐被安装在了发动机附近。特别在直接安装于发动机上的情况下，ECM以及使用的电子元件必须设计为可耐受严酷环境温度及强烈振动。
为此，TDK开发了SMD绕组型功率电感器CLF-NI-D系列。该产品的工作温度在-55°C～+150°C，且符合AEC-Q200，满足了汽车行业的苛刻要求。包括ECM在内，ABS系统、HID灯、安全气囊系统等是适合各类车载ECU的电源电路的最佳产品。
图1 ECM的功能与基本结构
功率电感器CLF-D系列是ECM的DC-DC转换器中的重要元件。
能够帮助确保ECM中的高效电力提供。
ECM的DC-DC转换器中的重要元件
ECM中使用的DC-DC转换器为降压转换器。 图2所示为降压转换器的基本电路。串联于电路中的MOSFET等开关器件根据占空比周期性地反复进行ON/OFF，经电池的12 V电压转换为ECM子系统所需的直流电压（根据IC约为1.2～5V的范围）。该电路中，功率电感器为确保稳定的直流电流，起到了积蓄及放出的作用。同时，功率电感器与电容器一同形成整流电路，并以根据占空比决定的固定电压进行输出。
图2 降压转换器的基本电路图
降压转换器中的功率电感器同时发挥了储能与输出电压平滑化的两种功能。
通过完全自动化的生产工艺，实现高可靠性与高质量
电感器CLF-NI-D系列整体采用了特殊耐热材料，同时进行了独特的简易结构设计，使其可承受强烈振动。
CLF-NI-D系列是采用了铁氧体鼓形磁芯的绕组型电感器（图3）。为防止与其他电子元件的磁耦合导致的干扰及電力损耗，绕组及鼓形磁芯通过环状铁氧体磁芯起到磁屏蔽的作用。该磁屏蔽可使CLF-NI-D系列的高密度封装变得更为容易，同时也可帮助ECM及其他车载ECU实现小型化。
此外，CLF-NI-D系列使用了高耐热线束，并通过回流焊时不会发生溶融的焊接方式进行连线，实现了具有特点的高可靠性产品设计。本产品还通过完全自动化的生产工艺进行量产。这意味着，成品拥有着极为均一且极高质量。
图3 功率电感器CLF-NI-D系列的产品结构
CLF-NI-D系列通过与高耐热线束焊接形成连线结构，实现高可靠性。
提供作为最佳解决方案的车载用电子元件
TDK的绕组功率电感器CLF-NI-D系列通过耐热性优异的材料开发，实现了自-55°C至最大+150°C的大工作温度范围，同时通过提高了机械强度的独特结构设计，生产工艺完全自动化等措施，使生产出的产品拥有极高的质量与可靠性。因此，最适合用作要求苛刻的车载ECU用功率电感器。TDK不仅提供功率电感器，同时还提供带金属端子积层贴片陶瓷贴片电容器"MEGACAP"、高温保证电容器及电感器、各类传感器等车载最佳解决方案的各式电子元件。
主要特点、用途、规格、电气特性
主要特点
- 通过采用耐热性优异的材料，实现最大+150 °C（包括自身温度上升）的大工作温度范围(-55～+150°C)
- 无焊锡设计
- 通过完全自动化的生产工艺，实现了始终如一的最高水平品质
- 符合AEC-Q200
- 符合RoHS指令、支持无铅
主要用途
- 汽车ECM、ABS系统、HID灯、安全气囊系统等，各类车载ECU的电源电路
主要规格
※5～12.5mm见方的各种形状支持1～470μH的电感
| 类型 | 温度范围 | 包装数量（个/卷） | 单个重量（g） | |
|---|---|---|---|---|
| 工作温度（°C）* | 保存温度（°C）** | |||
| CLF6045NI-D | –55 to +150 | –55 to +150 | 1,000 | 0.6 |
* 工作温度范围包括自身温度上升。
** 保存温度范围表示基板封装后的状态。
主要电气特性(例)
| L | 测定频率 | 直流电阻 | 额定电流* | 型号 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Idc1 | Idc2 | |||||
| (μH) | 容差 | (kHz) | (Ω) | (A) | (A) | |
| 1.0 | ±30% | 100 | 0.011±30% | 6.7 | 4.8 | CLF6045NIT-1R0N-D |
| 1.5 | ±30% | 100 | 0.013±30% | 5.5 | 4.5 | CLF6045NIT-1R5N-D |
| 2.2 | ±30% | 100 | 0.015±30% | 4.2 | 4.1 | CLF6045NIT-2R2N-D |
| 3.3 | ±30% | 100 | 0.019±30% | 3.5 | 3.7 | CLF6045NIT-3R3N-D |
| 4.7 | ±30% | 100 | 0.023±30% | 3.1 | 3.3 | CLF6045NIT-4R7N-D |
| 6.8 | ±30% | 100 | 0.027±30% | 2.5 | 3.1 | CLF6045NIT-6R8N-D |
| 10 | ±20% | 100 | 0.035±20% | 2.1 | 2.6 | CLF6045NIT-100M-D |
| 15 | ±20% | 100 | 0.060±20% | 1.7 | 2.0 | CLF6045NIT-150M-D |
| 22 | ±20% | 100 | 0.075±20% | 1.4 | 1.8 | CLF6045NIT-220M-D |
| 33 | ±20% | 100 | 0.100±20% | 1.1 | 1.6 | CLF6045NIT-330M-D |
| 47 | ±20% | 100 | 0.130±20% | 0.97 | 1.4 | CLF6045NIT-470M-D |
| 68 | ±20% | 100 | 0.200±20% | 0.81 | 1.1 | CLF6045NIT-680M-D |
| 100 | ±20% | 100 | 0.320±20% | 0.61 | 0.86 | CLF6045NIT-101M-D |
| 150 | ±20% | 100 | 0.480±20% | 0.53 | 0.72 | CLF6045NIT-151M-D |
| 220 | ±20% | 100 | 0.720±20% | 0.47 | 0.57 | CLF6045NIT-221M-D |
| 330 | ±20% | 100 | 0.920±20% | 0.36 | 0.49 | CLF6045NIT-331M-D |
| 470 | ±20% | 100 | 1.300±20% | 0.28 | 0.41 | CLF6045NIT-471M-D |
* 额定电流：Idc1 以及 Idc2 中较小的值。
Idc1: 根据电感变化率时（比公称值低 30% ）
Idc2: 根据温度上升时（温度上升 40°C）
