Vishay stellt kompakte Leistungsinduktivitäten im 1212-Gehäuse für hocheffiziente DC/DC-Wandler vor

Die neuen Leistungsinduktivitäten IHLP1212-EZ-1Z von Vishay vereinen die bekannte Low-Profile-Hochstromtechnologie von IHLP in einer sehr kompakten 1212-Gehäusegröße (3,0 mm × 3,0 mm) mit mehreren Höhenoptionen.

Diese abgeschirmten Leistungsinduktivitäten mit niedrigem DCR von Vishay richten sich an gewerbliche Leistungselektronikgeräte mit begrenztem Platzangebot, bei denen Entwickler einen hohen Wirkungsgrad, eine robuste EMI-Leistung und einen zuverlässigen Betrieb über einen weiten Temperaturbereich benötigen.

Hauptfunktionen und Vorteile

Die Induktivitäten IHLP1212-EZ-1Z erweitern die IHLP-Familie in kleinere Formfaktoren und behalten gleichzeitig wichtige Leistungsmerkmale bei, die in modernen DC/DC-Wandlern und Rauschunterdrückungsfiltern erforderlich sind.

Formfaktor und Konstruktion

• Gehäusegröße 1212 , mit einer Grundfläche von 3,0 mm × 3,0 mm für sehr dichte Platinenlayouts.
• Drei Profiloptionen :1,2 mm, 1,5 mm und 2,0 mm Gesamthöhe, was eine Feinoptimierung zwischen aktueller Nennleistung und verfügbarer Z-Höhe im System ermöglicht.
• Kernkörper aus pulverisiertem Eisen Kapselt die Wicklungen vollständig ein, ohne Luftspalte und magnetische Abschirmung für reduziertes Übersprechen auf nahegelegene Komponenten.
• 100 % bleifreie, abgeschirmte Verbundkonstruktion Entwickelt, um akustisches Summen auf ein extrem niedriges Niveau zu reduzieren.

Elektrische Leistung

• Induktivitätsbereich von 0,22 µH bis 3,3 µH , je nach Höhenoption.
• Typischer DCR von 8,6 mΩ bis 50,4 mΩ , unterstützt eine hohe Effizienz in Niederspannungs- und Hochstromschienen.
• Nennstrom bis 14,3 A (je nach Induktivitätswert und Höhe).
• Selbstresonanzfrequenz (SRF) bis zu 214 MHz , was für Schaltregler, die im Bereich mehrerer MHz arbeiten, von Vorteil ist.

Thermische und Zuverlässigkeitseigenschaften

• Betriebstemperaturbereich von −55 °C bis +125 °C , geeignet für viele industrielle und gewerbliche Umgebungen.
• Hohe Beständigkeit gegen Temperaturschock, Feuchtigkeit und mechanischen Schock , was zur langfristigen Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Anwendungen beiträgt.
• Weiche Sättigungskurve , was dazu beiträgt, die Induktivität und das stabile Verhalten über den gesamten Betriebsstrom- und Temperaturbereich aufrechtzuerhalten.

Compliance und Umweltaspekte

• RoHS-konform , halogenfrei und als Vishay Green für umweltbewusstes Design klassifiziert.

Bei vielen DC/DC-Wandlertopologien führt diese Kombination aus niedrigem DCR, großem Induktivitätsbereich und kompakter Grundfläche direkt zu geringeren Kupferverlusten, einem verbesserten Wirkungsgrad und einer kleineren Gesamtgröße der Leistungsstufe.

Übersicht über die Spezifikationen auf Familienebene

Parameter 1,2 mm Profil 1,5 mm Profil 2,0 mm Profil Gehäusegröße 1212 (3,0 × 3,0 mm)1212 (3,0 × 3,0 mm)1212 (3,0 × 3,0 mm)Induktivitätsbereich (µH) 0,22 – 1,00,22 – 1,50,22 – 3,3Typischer DCR-Bereich (mΩ) 8,6 – 29,48,6 – 36,98,6 – 50,4Max. DCR-Bereich (mΩ) 10,3 – 33,810,3 – 41,410,3 – 54,9Wärme-Nennstrombereich (A) 6.1 – 11.15.5 – 11.14.5 – 11.1Sättigungsstrombereich (A) 5,1 – 9,5 / 6,7 – 12,4 (20/30 % Abfall)5,0 – 11,0 / 6,5 – 14,3 (20/30 % Abfall)3,7 – 10,5 / 4,8 – 13,7 (20/30 % Abfall)SRF-Bereich (MHz) 66 – 18551 – 20230 – 214

Interpretation wichtiger Bewertungen (gemäß der Terminologie im Datenblatt des Herstellers):

• Wärmeleistungsstrom ist der Gleichstrom, der einen Temperaturanstieg von ca. 40 °C über die Umgebungstemperatur verursacht. In der Praxis stellt dies eine thermische Designgrenze dar und trägt dazu bei, dass die Hot-Spot-Temperaturen innerhalb des zulässigen Komponenten- und Systembereichs bleiben.
• Sättigungsstrom wird für zwei Schwellenwerte angegeben, den Strom, der dazu führt, dass die Anfangsinduktivität um etwa 20 % bzw. 30 % sinkt. Designer wählen den Betriebsstrom normalerweise so, dass der Spitzenwelligkeitsstrom bei konservativen Designs unter dem Abfallpunkt von 20 % bleibt oder innerhalb der 30 %-Grenze, wenn ein gewisser Induktivitätsabfall akzeptabel ist.
• Das SRF Werte geben an, wo die Impedanz des Induktors vom induktiven zum kapazitiven Verhalten übergeht. Bei Schaltwandlern wird die Grundschaltfrequenz normalerweise deutlich unter SRF gehalten, um ein sauberes induktives Verhalten aufrechtzuerhalten.

Dank des pulverförmigen Eisenmaterials und der sanften Sättigung nimmt die Induktivität bei Annäherung an den Sättigungsstromwert allmählich und nicht abrupt ab, was dazu beiträgt, die Stabilität bei transienten Lastsprüngen oder kurzfristigen Einschaltspitzenereignissen aufrechtzuerhalten.

Typische Anwendungen

Der IHLP1212-EZ-1Z ist für eine breite Palette kommerzieller und industrieller Anwendungen geeignet, bei denen der Platz auf der Platine knapp ist, die aktuellen Anforderungen jedoch weiterhin erheblich sind.

Typische Anwendungsfälle sind:

• Energiespeicherinduktoren in Low-Profile-DC/DC-Wandlern für
  • PMIC-basierte Point-of-Load-Regler auf dichten digitalen Platinen
  • DC/DC-Stufen in SoC- und FPGA-Stromversorgungsbäumen
• Unterdrückung von Stromleitungsrauschen in:
  • Computer und Peripheriegeräte (Motherboards, Grafikkarten, SSD-Controller)
  • Unterhaltungselektronik (Set-Top-Boxen, Spielekonsolen, Smart-TVs)
  • Heim- und Gebäudesteuerungssysteme (intelligente Thermostate, Sicherheitstafeln, HVAC-Controller)
• Filterung und Energiespeicherung in:
  • Industrielle Antriebe und Werkzeuge (kompakte Motorantriebe, Akku-Werkzeuge, SPS-Module)
  • Telekommunikationsausrüstung (kleine Linecards, Basisstationsmodule, CPE-Geräte)
  • Medizinische Instrumente (tragbare Monitore, Diagnosegeräte), bei denen eine zuverlässige, rauscharme Stromversorgung von entscheidender Bedeutung ist

Aufgrund des abgeschirmten, flachen Designs passt die IHLP1212-EZ-1Z-Familie besonders gut in mehrschichtige Leiterplatten mit hoher Dichte, die unter Kühlkörpern platziert werden, oder in Gehäuse mit engen mechanischen Einschränkungen.

Design-in-Hinweise für Ingenieure

Bei der Entwicklung des IHLP1212-EZ-1Z in DC/DC-Wandler oder Rauschfilter helfen einige praktische Punkte dabei, das beste Gleichgewicht zwischen Größe, Verlust und EMI-Leistung zu erzielen.

1. Auswahl der Induktivität und des Nennstroms

• Bei Abwärtswandlern beeinflusst der Induktivitätswert die Stromwelligkeit und das Übergangsverhalten. Eine geringere Induktivität (in Richtung 0,22 µH) ermöglicht ein schnelleres Einschwingverhalten, erhöht jedoch die Stromwelligkeit und die Kernverluste; Eine höhere Induktivität verringert die Welligkeit, kann jedoch die Größe oder den DCR erhöhen.
• Innerhalb eines gegebenen Induktivitätswerts bietet die Wahl des höheren Profils (1,5 mm oder 2,0 mm) typischerweise einen niedrigeren DCR und/oder höhere Nennströme auf Kosten der Z-Höhe. Dies kann unter Kühlkörpern oder in dünnen Produkten wie kompakten Netzwerkgeräten kritisch sein.
• Verwenden Sie den Wärmenennstrom als thermische Referenz und stellen Sie sicher, dass der Worst-Case-RMS-Strom plus Welligkeit den Temperaturanstieg nicht über die Systemgrenzen hinaus treibt.

2. Verwalten der thermischen Leistung

• Obwohl die Familie den Betrieb bis zu +125 °C unterstützt, sollte das thermische Design die Umgebungstemperatur, benachbarte heiße Komponenten und den Luftstrom berücksichtigen.
• Platzieren Sie den Induktor so, dass er vom Luftstrom und der Kupferausbreitung in der Leiterplatte profitiert. Zusätzlicher Kupferbereich unter und um die Pads verringert den Temperaturanstieg.
• Halten Sie bei kompakten Designs mit mehreren Induktoren in der Nähe (z. B. mehrphasige VRMs) ausreichend Abstand ein, um thermische Kopplung zu vermeiden.

3. Überlegungen zu EMI und Layout

• Die magnetisch abgeschirmte Konstruktion trägt zur Reduzierung von Streufeldern und Übersprechen bei, gute Layoutpraktiken bleiben jedoch unerlässlich.
• Halten Sie Schleifen mit hohem di/dt-Wert (Schaltknoten, Induktivität, Ausgangskondensator und zurück) so klein wie möglich, um abgestrahlte Emissionen zu minimieren.
• Wenn die Induktivität zur Eingangs- oder Ausgangsfilterung verwendet wird, platzieren Sie sie in der Nähe der zugehörigen Kondensatoren und Leistungsgeräte, um parasitäre Induktivitäten zu reduzieren.

4. Mechanische und Zuverlässigkeitsaspekte

• Das Verbundgehäuse ist für eine hohe Beständigkeit gegen mechanische Stöße und Temperaturwechsel ausgelegt und unterstützt Anwendungen wie tragbare Werkzeuge, Industrieantriebe oder vor Ort installierte Gebäudesteuerungen.
• Überprüfen Sie bei rauen Umgebungen die Zuverlässigkeit der Lötverbindung und ziehen Sie eine Unterfüllung oder mechanische Unterstützung in Betracht, wenn starke Vibrationen zu erwarten sind, auch wenn der Induktor selbst robust ist.

5. Qualifizierung und Dokumentation

• Die Serie ist RoHS-konform, halogenfrei und Vishay Green, was die Dokumentation der Umweltkonformität für Endgeräte vereinfacht.
• Für sicherheitskritische oder langlebige Anwendungen (z. B. medizinische Instrumente oder Gebäudeautomation) prüfen Sie die neuesten Derating-Kurven, Dauertestdaten und Qualifizierungsberichte im offiziellen Datenblatt und in der Qualitätsdokumentation.

Quelle

Die Informationen in diesem Artikel basieren auf der offiziellen Pressemitteilung von Vishay Intertechnology und den zugehörigen Produktinformationen für die IHLP1212-EZ-1Z-Serie, mit zusätzlichen unabhängigen Kommentaren, die sich an Designingenieure und Komponentenspezifizierer richten.

Referenzen

1. Vishay IHLP1212-EZ-1Z Pressemitteilung
2. Vishay IHLP1212-EZ-1Z Produktseite und Datenblatt