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Hochstrominduktivitäten

Mehr Performance und Stromverträglichkeit auf weniger Platz

2. März 2017, 10:34 Uhr | Von Jochen Neller, Technischer Support bei Rutronik

Ob im Endkunden-Segment, im Automobilmarkt oder in der Industrie: Zunehmend leistungsfähigere Applikationen erfordern Power-Induktivitäten, eine immer größere Stromverträglichkeit auf immer weniger Platz bieten sollen. Eine Lösung stellen Composite Power Induktivitäten dar.

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Die aktuellen Anforderungen an Power-Induktivitäten stehen den traditionellen Prinzipien der Drosselspule entgegen: Lange waren SMD-Ferrit-Induktivitäten die meist genutzte Technologie, um Ströme größer 1 A zu bewältigen. Wegen ihres sehr starken und nichtlinearen Sättigungsverhaltens, verbunden mit großem Platzbedarf, suchte man nach neuen Technologien – und entwickelte Composite-Power-Induktivitäten.

Diese Spulen für Stromstärken bis über 100 A bieten vielfältige technische Vorteile für den Einsatz in Stromversorgungen und Filteranwendungen. Durch den besonderen Herstellungsprozess aus gepresstem Eisenpulver entstehen Induktivitäten, die in vielen Bereichen dem Idealbild einer Spule nahe kommen. Denn Eisenpulver verfügt über eine hohe magnetische Sättigungsflussdichte, was die Verluste minimiert. Dadurch lassen sich Spulen mit dünnerem Kern realisieren, was Platz für dickere Kupferwicklungen schafft.

Der geringe elektrische Gleichstromwiderstand und die minimalen Verluste führen außerdem dazu, dass wenig Wärme entsteht. Hauptvorteil des Eisenpulvers ist sein stabile Sättigungsverhalten, wodurch selbst kurzzeitige Stromspitzen nicht zu einem Einbruch der Induktivität führen. Weil dieses positive Verhalten unabhängig von Umgebungstemperatur und Alterungseffekten ist, erlaubt es zuverlässige Designs über einen weiten Einsatzbereich. Zusätzlich bieten die Composite-Power-Induktivitäten ein magnetisch geschirmtes Design zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit und Verringerung von Störgeräuschen.

Typische Composite-Power-Induktivitäten sind in den Bauformen 1212 (3 x 3 mm) bis zu 8787 (22 x 22 mm) verfügbar. Aufgrund ihrer Konstruktion sind Stromstärken bis weit über 100 A in sehr kompakten Bauteilen realisierbar. Durch den Einsatz unterschiedlicher Eisenpulverzusammensetzungen lassen sich auch spezifische Kundenanforderungen erfüllen, z.B. Hochtemperatur bis zu 180 °C oder hohe Frequenzbereiche bis zu 5 MHz für Speicherdrosseln.

Diese SMD-Leistungsspulen finden ihren Einsatz in erster Linie als Speicherdrosseln in DC/DC-Wandlern sowie als EMV-Filterdrosseln in unterschiedlichsten Anwendungen, vor allem in der Automobil- und Industrieelektronik. Als LED-Treiberschaltungen stehen verschiedene Topologien zur Verfügung, wie Buck, Boost, Buck-Boost oder Sepic. Zu den vielfältigen Applikationen zählen die Innen- und Außenbeleuchtung im Automobil, Verkehrs- und Eisenbahnsignale, Illumination, Blitzlicht und LCD Backlights. Praktisch alle genannten Applikationen können von der platzsparenden Bauform der niedrigen IHLP-Serie von Vishay profitieren. Im Bereich von 0,22 µH bis 100 µH hat die kleinste Type IHLP1212AB eine Baugröße von 3 x 3 x 1,2 mm und die größte Type IHLP8787MZ Abmessungen von 22 x 22,48 x 13 mm.