車載信息設備用功率電感器

近年，隨著汽車電子化進程的不斷推進，以音頻和導航系統(tǒng)為首的車載用各種數(shù)碼設備不斷增加。此外，各國規(guī)定了汽車后視攝像頭、車道偏離警告系統(tǒng)、自動緊急制動系統(tǒng)的義務搭載，使這些數(shù)碼設備中用來轉(zhuǎn)換電源電壓的電路里面所使用的功率電感的需求明顯增加。

功率電感的種類很多。最具代表性的一種型號是在鼓芯外面包裹絕緣涂層的銅線，在周圍加一個套筒核心，而涂層是一種混合性磁性材料制成的樹脂。另一種是空芯線圈和金屬粉末材料一體成型的金屬復合型型號。端子電極的話也分為金屬框架端子、焊錫電極、導電粘合劑等多個種類。

另一方面，車載用數(shù)碼設備的電子元器件追求的是小型化、耐高溫、高可靠性的要求。我們將在這里介紹一種最高可在105 的高溫環(huán)境下作業(yè)的繞線型電感器(圖1的LQH**PB系列)。

圖1:汽車信息設備用功率電感LQH**PB系列(由左向右依次：32PB,43PB,5BPB)

上述LQH系列在鼓芯外面纏繞的絕緣涂層銅線的周圍，應用的磁性樹脂起到了減少漏磁通、保護絕緣涂層銅線，提高產(chǎn)品強度的作用。構(gòu)造概論如圖2所示。

圖2:LQH系列的構(gòu)造概論

商品特征

耐熱沖擊特性提高(磁性樹脂材料的改良)

車載用的電子元器件都要求進行最低使用溫度?最高使用溫度1000輪的熱沖擊試驗。在這當中，車載信息設備用更是規(guī)定在-40 ?+105 的溫度條件下進行1000輪的熱沖擊試驗。

繞線型電感器的涂層材料“磁性樹脂”中含有環(huán)氧樹脂，它將玻璃化轉(zhuǎn)變點作為界限實現(xiàn)很大的膨脹跟收縮，在-40 ?+105 /1000輪的熱沖擊試驗中，磁性樹脂也會發(fā)生裂縫。此外，電感器的鼓芯部分使用的是鐵氧體材料，這種鐵氧體材料和磁性樹脂存在熱膨脹系數(shù)差。如果這種熱膨脹系數(shù)差很大的話，磁性樹脂的膨脹和收縮會導致應力傳遞到鼓芯，使鼓芯發(fā)生裂縫。

此次，由于我們添加了提高硬化涂膜強度的材料，從而開發(fā)出了車載信息設備用的樹脂，這種樹脂在抑制磁性樹脂發(fā)生裂紋的同時，鼓芯跟磁性樹脂的熱膨脹系數(shù)差接近時減小鼓芯應力，也能抑制鼓芯的裂紋。通過這些提高耐熱沖擊，我們開發(fā)出了新產(chǎn)品，即使是針對車載信息設備所要求的-40 ?+105 /1000輪的熱沖擊試驗中也不會發(fā)生磁性樹脂、鼓芯裂紋的現(xiàn)象。

熱沖擊投入周期數(shù)和裂紋發(fā)生率的關(guān)系如圖3所示。一般民用市場的磁性樹脂在1000輪以下就會產(chǎn)生裂紋，而我們開發(fā)的車載信息設備用磁性樹脂在2000輪之后仍然沒有產(chǎn)生裂紋。并且確保即使在更嚴厲的-40 ?+125 環(huán)境下的熱沖擊試驗中也不會產(chǎn)生裂紋。

圖3:熱沖擊試驗投入周期vs裂紋發(fā)生率

-40 ?+105 /2000輪熱沖擊試驗前后的外觀圖片以及主要電氣特征的變化如圖4、5所示。

磁性樹脂和鼓芯都沒有看見裂紋產(chǎn)生。另外，電氣特征的變化也控制在±1%以內(nèi)。-40 ?+105 的環(huán)境下外觀上沒有任何的破壞，并且電氣特征保持穩(wěn)定，這使其成為了能夠滿足車載用電子元器件性能要求的產(chǎn)品。

圖4:熱沖擊實驗前后的外觀變化

圖5:熱沖擊實驗前后的主要電氣特征的變化