【導讀】為了滿足高規(guī)格的可靠性要求，車載數(shù)字設備中搭載的電感器在使用材料及產品結構等方面在設計中下足了功夫。村田在本期內容介紹車載信息設備對應的電感器LQH**PB系列的同時，還將介紹支持大電感值領域的LQH32DN、LQH43NN系列產品。
前言
近年來，隨著汽車電子化的發(fā)展，以音響和汽車導航系統(tǒng)為首的車載用各種數(shù)字設備逐漸增加。并且，各國還出現(xiàn)了將車載相機作為標準配備的現(xiàn)象，預計相關市場在不遠的將來還會擴大。由于這些數(shù)字設備中有需要功率電感器、軛流線圈、天線匹配器等電感器的各種電路，因此隨著汽車市場的擴大，對電感器的需求也將會增加。
雖然每個應用所需的電感器規(guī)格不同，但車載數(shù)字設備用電感器所要求達到的一個共同點是“高可靠性”。與手機等一般性的生活設備中使用的電感器相比，車載數(shù)字設備中所用的電感器工作于相對嚴酷的環(huán)境當中，對元器件的可靠性的要求也是嚴格的。為了滿足這種高規(guī)格的可靠性要求，車載數(shù)字設備中搭載的電感器在使用材料及產品結構等方面在設計中下足了功夫。
本期內容在介紹車載信息設備對應的電感器LQH**PB系列的同時，還將介紹支持大電感值領域的LQH32DN、LQH43NN系列產品。
產品設計的重點
作為支持高規(guī)格可靠性要求的設計案例之一，我們可列舉出它在高強度的熱沖擊下完成試驗的優(yōu)秀的結構設計。對于車載元器件來說，要求必須在最低使用溫度與最高使用溫度之間進行1000次循環(huán)熱沖擊試驗。其中，用于車載信息設備的（電感器）的一般規(guī)格為-40℃↔+105℃，必須在這個溫度條件下進行1000次循環(huán)熱沖擊試驗。降低電感器的各個元器件的熱膨脹系數(shù)差是完成熱沖擊試驗的重點。
LQH**PB系列產品
LQH**PB系列產品是在最高可達105℃的環(huán)境下使用的繞線型電感器，該系列在2012年5月被產品化至今已經有2年的生產業(yè)績。LQH**PB系列的構造是在鼓型磁芯周圍纏繞絕緣覆膜銅線，以減少漏磁及保護絕緣覆膜銅線達到提高產品強度等目的，是一種涂有磁性樹脂類型的產品。其結構圖如圖1，產品照片如圖2。
LQH**PB系列產品推出的賣點在于磁性樹脂的最優(yōu)化提高了對熱沖擊的耐性。通過在磁性樹脂中添加提高硬化涂層強度的材料，降低了磁性樹脂部分開裂的可能性。此外，這是一款通過使鼓型磁芯和磁性樹脂熱膨脹系數(shù)差接近來降低對鼓型磁芯的壓力，并且同時減少了鼓型磁芯開裂的產品。采用這種樹脂，提高了對熱沖擊的耐性，從而能夠實現(xiàn)車載信息設備要求的-40℃↔+105℃/1000次循環(huán)的熱沖擊試驗中，磁性樹脂、鼓型磁芯也不出現(xiàn)開裂的產品性能。
熱沖擊試驗投入的循環(huán)數(shù)和開裂發(fā)生率的關系如圖3所示。可以得知，與面向一般民用市場的磁性樹脂在1000次循環(huán)試驗以內會發(fā)生開裂相比，我們開發(fā)出的用于車載信息設備的磁性樹脂在2000次循環(huán)之后仍未發(fā)生開裂現(xiàn)象。并且，已經確認在更為嚴酷的環(huán)境下---40℃↔+125℃中進行的熱沖擊試驗也沒有發(fā)生開裂現(xiàn)象。
圖3：熱沖擊試驗投入周期 vs 裂紋發(fā)生率
LQH32DN、LQH43NNシリーズ LQH32DN、LQH43NN系列產品
LQH32DN、LQH43NN系列是為了適應大電感值領域的車載電感市場的需求所設計的，它的最高使用環(huán)境溫度可達105℃，是一種無磁性樹脂型的繞線電感器。為了降低由于鼓型磁芯開裂及絕緣覆膜銅線的熱膨脹收縮引起的斷線風險，因而采用了無樹脂結構。結構概略圖如圖4，產品照片如圖5所示。
圖6、7所示為關于LQH43NN222K03在-40℃↔+105℃/2000循環(huán)熱沖擊試驗前后的外觀照片，主要電氣特性的變化。在熱沖擊試驗后，沒有發(fā)現(xiàn)鼓形磁芯的開裂及電線斷線等不合格現(xiàn)象。另外，關于主要的電氣特性，變化率也控制在±1%以內，是滿足了車載用元器件性能要求的產品。
圖7：熱沖擊試驗 (-40℃↔+105℃) 中的主要電氣特性的變化
在圖8中，顯示了對于LQH43NN222K03在+105℃環(huán)境下，接通額定電流后的高溫負荷試驗中的主要電氣特性變化。電氣特性的變化在±1%以內，外觀未發(fā)現(xiàn)明顯異常。通過采用耐熱性等級高的電線，在高溫環(huán)境下也能保持高可靠性。
圖8：高溫負荷試驗 (+105℃ 環(huán)境/額定電流通電) 的主要電氣特性的變化
產品陣容
作為車載信息設備用電感器，加上本次介紹的3個系列，已合計推出了7個系列的產品。按尺寸來分，從3.2×2.5×1.7mmMax到5.0×5.0×2.2mmMax一應具全。
結語
作為車載信息設備用高可靠性電感器，LQH系列產品的陣容得到了擴充。通過提供這些產品，今后能夠繼續(xù)對預計生產數(shù)量會增加的汽車高性能化以及安全性能的提高做出貢獻。
另外，預計今后汽車的電子產品裝配率將會提高，因此高溫、高可靠性元器件的需求將進一步擴大，我們也將努力提高繞線電感器的性能，以適應汽車市場的要求。
