Kuilun ylittäminen: 400A+ CPU-luokan VRM:ien toteuttaminen autojen EV-alustoille | Yhteismode-virtajohtosuodattimen valmistaja | Coilmaster Electronics

400A+ CPU-luokan VRM-magneettikomponentit EV-alustoille käyttäen SBP-kuparinauhaa ja SEP-metallikomposiitti-induktoreita | Erikoistunut suurvirtaisiin SMD-induktoreihin, yhteismode-suodattimiin ja korkeataajuisiin magneettikomponentteihin

400A+ CPU-luokan VRM-magneettikomponentit EV-alustoille käyttäen SBP-kuparinauhaa ja SEP-metallikomposiitti-induktoreita

Kuilun ylittäminen: 400A+ CPU-luokan VRM:ien toteuttaminen autojen EV-alustoille

Insinööriratkaisut: Kuilun ylittäminen — 400A+ CPU-luokan VRM:t EV-alustoille (SBP × SEP)

Järjestelmätason insinööriratkaisu, joka yhdistää CPU/GPU-luokan VRM-magneetteja EV-laskentapohjiin yhdistämällä SBP-ultra-matalan induktanssin kuparinauharakenteet (dynaaminen di/dt-ohjaus + DCR-säätö) SEP-metallikomposiitti-induktoreihin (energiarunko Vdroop-vakaudelle) ankarissa AEC-Q200-käyttöympäristöissä.


EV-laskentaplatformat (ADAS/AD SoC:t ja korkean suorituskyvyn infotainment-prosessorit) siirtävät autojen virtaraitoja CPU/GPU-luokan VRM-alueelle: alle 1V toiminta, monivaihearkkitehtuurit ja 200A–400A+ transienttivaatimus. Haasteena on hallita äärimmäisiä kuormitushuippuja (korkea di/dt) ankarissa autoympäristöissä, joissa perinteiset langasta käämitetyt induktorit kamppailevat korkeamman DCR:n, hitaamman vasteen ja kovasaturaatio-romahtamisen kanssa. Tämä keskus esittelee kaksivaiheisen magneettirakenteen: SBP "nykyisen rajapinnan" transienta/ylikuormituksen hallintaan ja DCR-säätöön, sekä SEP/SEP-EX "energiarankana" pitämään jännitteen vakaana suurten kuormitusaskelten aikana.

Konflikti: Perinteiset autotransformaattorit vs. EV-laskentaraidat
  • Perinteiset autojen DC-DC-rautalankat rakennettiin ympärille korkeampi jännite ja kohtuullinen virta, joissa µH-tason induktorit ja langasta käämityt rakenteet ovat tyypillisesti riittäviä.
  • Modernit EV-laskentaraidat (ADAS/AD SoC:t, AI-kiihdyttimet, viihdeprosessoreita) toimivat alle 1V, mutta vaativat 200A–400A+ aggressiivisella transienttisuorituskyvyllä.
  • Tämä luo selkeän teknologian aukon: autoteollisuuden tason kestävyys on oltava olemassa yhdessä CPU-luokan VRM-virrantiheyden kanssa.
RautatyyppiJänniteOhimenevä kysyntäTyypilliset magneettikomponentit
Perinteiset autojen kiskot5–12VMatala–kohtuullinenLangankierret, µH-taso
Sähköauton laskentavrm-kiskot0.6–1.2Väärimmäinen (korkea di/dt)nH-tason VRM-magneettikomponentit
Haaste: Korkea di/dt + AEC-Q200 ympäristö (Miksi langasta käämitty ei riitä)
  • Keskeinen haaste on hallita äärimmäisiä kuormahuippuja (korkea di/dt) samalla kun säilytetään vakaus ja luotettavuus lämpötiloissa -40°C:sta +125°C:seen, tärinän ja pitkän käyttöiän syklien aikana.
  • Tässä järjestelmässä perinteiset langasta käämitetyt induktorit saattavat epäonnistua tarjoamaan vakaata käyttäytymistä seuraavista syistä:
Epäonnistumisen syyMitä tapahtuuJärjestelmän seuraus
Korkeampi DCRSuuri I·DCR-romahtaminen ja I²R-lämmitysVdroop, lämpöstressi, tehokkuuden menetys
Kova saturaatio käyttäytyminenL(I) romahtaa äkillisesti huippuvirran lähelläYlitys/alitus, suojat aktivoituvat, nollaukset
Hitaampi dynaaminen vasteµH-asteen induktanssia ei ole optimoitu CPU-luokan askelilleEi voida saavuttaa tiukkaa ±5% raillia sub-1V:ssä
Arkkitehtuuri: SBP (Dynaaminen Vastaus) + SEP (Energiarunko)
  • EV-laskennan VRM-stabiilisuus vaatii kaksivaiheista magneettirakennetta, joka erottaa vastuudet:
VaiheAlustaPäätyöMitä se ratkaisee
Vaihe 1SBP (ultra-matala L, kuparinauha)Dynaaminen vaste (di/dt-ohjaus)Käynnistyspiikit, virran nousu, siirtymähäiriöt
Vaihe 2SEP / SEP-EX (metalli-komposiitti)Energiarunko (Vdroop-ohjaus)Jännitevakautta suurten kuormasammuttimien aikana (tavoite: 0,8–1,0V ±5% sisällä)
  • SBP mahdollistaa korkeamman kytkentätaajuuden ja nopeamman transienttivasteen toimimalla nH-tason induktanssilla (virta-alueen ohjaus).
  • SEP / SEP-EX tarjoaa vakaata energian puskurointia pehmeällä saturaatioilla käytettävän L(I):n ylläpitämiseksi huippuolosuhteissa (energian alueen vakaus).
SBP "Virran raja": Kuparinauha + Erittäin matala ESL-suunnittelu
  • SBP-teknologia sai alkunsa CPU/GPU VRM:istä selvitäkseen nanosekunnin luokan kuormitusaskelista ja äärimmäisestä virrantiheydestä.
  • Sen kuparinauharakenne tukee erittäin matalaa ESL (vastinseriesinduktanssia) ja vakaata geometriaa toistettavalle suorituskyvylle.
  • Toisin kuin perinteiset käämit, SBP on suunniteltu toimimaan virranohjaavana magneettielementtinä—säätelemään, kuinka nopeasti virta voi nousta siirtymätilanteissa.

Miksi se on tärkeää sähköajoneuvojen laskentamoduuleissa

  • Korkeat teho-tiheysvaatimukset edellyttävät nopeaa virtaustasoa ilman hallitsematonta virran nousua.
  • Erittäin matalat L/ESL-magneettikomponentit auttavat ohjaussilmukkaa reagoimaan nopeasti korkeilla kytkentätaajuuksilla.
  • Kuparinauha SBP-induktori, joka on suunniteltu CPU-luokan VRM:lle ja korkean di/dt-virran ohjaukseen
Monipolkuinen kuparirakenne: Virran jakaminen yli 400A:n kuormituksessa
  • Monipolkuiset SBP-rakenteet käyttävät useita kuparinauhoja virran jakamiseen ja jännitteen vähentämiseen johtimien kautta.
  • Tämä parantaa lämpökäyttäytymistä ja vähentää kyllästymisriskiä huipputilanteissa.
Insinöörin huoliMonipolkuvaikutusHyöty
Huippovirran nousuJakaa virran rinnakkaisten nauhojen keskenAlhaisempi kuumakohtariski
Magnettivuo tiheysVähentää virran tiivistymistä polkua kohtiAlhaisempi kyllästymisen romahtamisriski
LämpöhallintaEnemmän kuparipintaa yhdistyy PCB-tasoihinParempi lämmönjakelu kuin pyöreissä johdinkeloissa

Monipolkuinen SBP-induktori, jossa on kolme rinnakkaista kuparipadia suurten virtojen jakamiseen VRM-voimavaroissa

DCR-säätö monivaiheisille VRM:ille: Virran epätasapainon estäminen
  • Monivaiheisissa VRM:issä DCR-yhteensopimattomuus vaiheiden välillä aiheuttaa virhetyksen, mikä johtaa paikalliseen ylikuumenemiseen ja heikentyneeseen luotettavuuteen.
  • Monet VRM-ohjaimet käyttävät DCR-virran mittausta (V = I × DCR) shunt-vastusten sijaan tehokkuuden ja asettelun yksinkertaisuuden vuoksi.

Haaste

  • Jos DCR on liian matala tai epävakaa, havaittu signaali muuttuu meluherkäksi ja vaihebalanssi heikkenee.

Ratkaisu (SBP 1+2Pad etu)

  • SBP-kuparinauhan geometria tarjoaa korkean johdonmukaisuuden ja pienen poikkeaman, mahdollistaen vakaat DCR-ikkunat virran mittaamiseen ja vaiheen tasapainottamiseen.
  • Tämä tukee vakaata virran jakamista—kriittistä sähköajoneuvojen laskentaraidoille jatkuvassa korkeassa kuormituksessa.

SBP-induktori, jossa on 2+1 padiliitännän asettelu DCR-virran mittausta varten monivaiheisessa VRM:ssä

Tieto näyttö: Perinteinen vs. VRM-luokan magneettiset (Mitä insinöörit vertaavat)
MetrinenPerinteinen autoteollisuuden induktoriSBP (VRM-luokka, nH)SEP / SEP-EX (energiarunko, µH)
Induktanssialue10–100µH100–500nH0.47–10µH (tyypillinen)
PäärooliYleinen suodatus / energian varastointidi/dt + virran nousun hallintaVdroop vakaus / energiapuskuri
Saturaatio käyttäytyminenUsein kova katkaisuSuunniteltu korkealle huipullePehmeä saturaatio (käytettävä L(I))
LämpöhallintaKohtuullinenKorkea kuparitaso yhdistäminenKorkea (alustariippuvainen)
Monivaiheinen soveltuvuusRajoitettuDCR-säätö + tunnistuksen ystävällinenKäytetään selkärankana
Tulokset: Tuomassa palvelinluokan vakautta EV-autonomiapalveluihin
  • Yhdistämällä SBP (dynaaminen siirtymäohjaus) ja SEP / SEP-EX (energia selkäranka) , EV-laskentatehon raiteet voivat saavuttaa:
  • Vähennetyt käynnistyspiikit ja vähemmän kyllästymisestä johtuvia epävakausongelmia
  • Parannettu raidevakautus alle 1V SoC:ille (tavoiteikkuna: ±5%)
  • Parempi virran jakautuminen monivaiheisissa VRM:issä DCR-säätämisen avulla
  • Vahvempi lämpötilan kestävyys suuritehoisissa laskentamoduuleissa

Keskeinen huomio: Sähköautot kehittyvät liikkuviksi datakeskuksiksi.VRM-luokan magneettikomponentit ovat tulossa pakollisiksi vakaalle, turvalliselle ja skaalautuvalle laskentateholle.

Liittyvät tuotteet
0.12uH, 102A monivaihekytkin muuntajan tlvr-kelan - TLVR kaksoiskelaiset kuristimet
0.12uH, 102A monivaihekytkin muuntajan tlvr-kelan
SBP110511Q-R12L-LF

0,12uH, 102A SMD TLVR-tehokelan, jatkuvasti kehittyvässä datakeskusten, tallennusjärjestelmien, näytönohjainten ja henkilökohtaisten tietokoneiden...

Yksityiskohdat Lisätä listaan
0.15uH, 25.5A SMD korkean teho-tiheyden litteät lankaenergian induktorit - SMD ferriittihelmi
0.15uH, 25.5A SMD korkean teho-tiheyden litteät lankaenergian induktorit
SBP75-R15M-LF

Kokoonpano magneettisesti suojattu tehokäämi 7.2x7.0x5.0mm, hyödynnä alhaisimmat ydinhäviöt materiaalia ja kiinnitä sen sijaan alkuperäisen kuparilangan...

Yksityiskohdat Lisätä listaan
0,32 uH, 50A SMD korkean tehon tiheys litteä lankakela - SMD korkeavirtainen helmi
0,32 uH, 50A SMD korkean tehon tiheys litteä lankakela
SBP1308-R32M-LF

Kokoonpano magneettisesti suojattu tehokäämi 13.5x13x8mm, hyödynnä alhaisimmat ydinhäviöt materiaalia ja kiinnitä sen sijaan alkuperäisen kuparilangan...

Yksityiskohdat Lisätä listaan
Liittyvät usein kysytyt kysymykset

Koska jopa pieni vastus aiheuttaa merkittävää hävikkiä sadoissa ampeereissa.

Lue lisää

Se vähentää induktanssia ja lisää aaltoa huippukuormituksilla.

Lue lisää

Nopeat virta-transientit työkuormamuutosten aikana.

Lue lisää