1493
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，小體積、高性能的電感器越來越廣泛地應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。其中，底部電極式一體成型電感憑借其結(jié)構(gòu)緊湊、高可靠性、優(yōu)異性能等特點，成為高密度、高頻化電子系統(tǒng)的優(yōu)選元件。尤其在追求小型化、高可靠性和低EMI的場景中，其綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)繞線電感。本文針對底部電極式一體成型電感的優(yōu)勢及產(chǎn)品選型進行闡述，希望給電源設(shè)計工程師提供一些選型參考。
一、底部電極式一體成型電感優(yōu)勢
一體成型電感有兩種類型，一種采用L-type電極，一種采用Bottom電極。Bottom電極式一體成型電感采用新的一體成型工藝，其特點是通過一體成型工藝將線圈和磁芯封裝為一個整體，并在底部設(shè)置電極，從而實現(xiàn)更高的集成度與性能優(yōu)化。
圖1.底部電極式一體成型電感結(jié)構(gòu)圖
底部電極一體成型電感（Bottom電感）產(chǎn)品的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
● 小型化與高密度集成：可降低PCB封裝尺寸，提高貼裝密度。相比傳統(tǒng)繞線電感，底部電極一體成型電感產(chǎn)品體積更小，尤其適合空間受限的便攜設(shè)備和高密度電源模塊。
● 低直流電阻（DCR）：通過優(yōu)化線圈繞制方式和電極設(shè)計，電感器可實現(xiàn)更低的DCR，從而減少功率損耗，提升轉(zhuǎn)換效率（尤其在低壓大電流場景中表現(xiàn)突出）。
● 高可靠性：電感線圈尾線折角后與T-core粉體壓合形成牢固底部電極，增加焊盤強度，且無需額外焊接端子，無開路風(fēng)險，提高了產(chǎn)品的可靠性。
作為一種創(chuàng)新的一體成型電感工藝，底部電極式一體成型電感在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、電氣性能以及應(yīng)用方面都具有明顯優(yōu)勢，因此其在車載DC-DC轉(zhuǎn)換器、ADAS系統(tǒng)、電源模塊、高頻開關(guān)電源、電機驅(qū)動、光伏逆變器以及通信設(shè)備等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。
二、底部電極一體成型電感選型推薦
根據(jù)客戶的不同應(yīng)用場景，科達嘉開發(fā)了不同材料特性的電感器供客戶選擇使用。為了幫助客戶選到更適合的功率電感，以下列出了科達嘉工業(yè)級底部電極式一體成型電感的代表型號，CSEG、CSEC、CSEB、CSEB-H，并對其電氣特性做對比。
1、CSEG：極低的DCR，低頻段損耗最低
■ 磁屏蔽結(jié)構(gòu)：抗電磁干擾(EMI)性能強
■ 一體成型結(jié)構(gòu)，超低蜂鳴噪音
■ 軟飽和特性，承受高電流尖峰
■ 極低DCR，最高Irms溫升電流
■ 在低頻段（700kHz以下）實現(xiàn)最低的功率損耗
■ 輕薄型設(shè)計，節(jié)省空間，適合高密度貼裝
■ 工作溫度：-40℃～+125℃(包含線圈發(fā)熱)
2、CSEC：高飽和電流，高頻段損耗最低
■ 磁屏蔽結(jié)構(gòu)：抗電磁干擾(EMI)性能強
■ 一體成型結(jié)構(gòu)，超低蜂鳴噪音
■ 超高Isat飽和電流
■ 軟飽和特性，承受更高電流尖峰
■ 在高頻范圍（700kHz~3MHz）下實現(xiàn)最低的功率損耗
■ 輕薄型設(shè)計，節(jié)省空間，適合高密度貼裝
■ 工作溫度：-40℃～+125℃(包含線圈發(fā)熱)
3、CSEB：豐富的產(chǎn)品尺寸及型號
■ 磁屏蔽結(jié)構(gòu)：抗電磁干擾(EMI)性能強
■ 一體成型結(jié)構(gòu)，超低蜂鳴噪音
■ 尺寸和電感值范圍廣（最大尺寸1510）
■ 軟飽和特性，承受高電流尖峰
■ 輕薄型設(shè)計，節(jié)省空間，適合高密度貼裝
■ 符合AEC-Q200的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品
■ 工作溫度：-40℃～+125℃(包含線圈發(fā)熱)
4、CSEB-H：低DCR和高溫升電流
■ 磁屏蔽結(jié)構(gòu)：抗電磁干擾(EMI)性能強
■ 一體成型結(jié)構(gòu)，超低蜂鳴噪音
■ 低DCR
■ 高Irms溫升電流
■ 軟飽和特性，承受高電流尖峰
■ 輕薄型設(shè)計，節(jié)省空間，適合高密度貼裝
■ 符合AEC-Q200的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品
■ 工作溫度：-40℃～+125℃(包含線圈發(fā)熱)
5、性能參數(shù)對比
以上四個系列的高性能一體成型功率電感器都由科達嘉自主研發(fā)設(shè)計，所有系列產(chǎn)品都具有高可靠性和磁屏蔽結(jié)構(gòu)，但每個系列都具有各自獨特的性能優(yōu)勢。
表1.? 各規(guī)格一體成型電感性能匯總表
最簡單的選擇方法是使用科達嘉官網(wǎng)的功率電感搜索和功率電感損耗對比工具，系統(tǒng)將根據(jù)您輸入的工作條件（電流、紋波、溫度、工作頻率等）呈現(xiàn)各自的性能。
○ Isat飽和電流對比
以電感值4.7μH為例，選擇同尺寸不同系列產(chǎn)品對比。
相對于CSEG、CSEB-H、CSEB來說，CSEC具有更高的抗飽和能力，使其成為需要高峰值電流承受能力的應(yīng)用的理想選擇。
圖2. 各規(guī)格一體成型電感電感量Vs 飽和電流曲線對比
○ Irms溫升電流對比
以電感值4.7μH為例，選擇同尺寸不同系列產(chǎn)品對比。
表2. 各規(guī)格一體成型電感特性參數(shù)對照表
從上述對照表來看，CSEG除了極低的DCR外，與CSEC、CSEB-H、CSEB相比，溫升電流增加了40%左右，使其能夠在相同的工作條件下以更低的溫度運行。
圖3.? 各規(guī)格一體成型電感溫升電流曲線對比
○ 功率損耗對比
以電感值4.7μH為例，采用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)測試各個系列損耗特性。
測試條件：電流10.5A，紋波40%，頻率測試范圍100-3000kHz，B=3mT。
圖4. 各規(guī)格一體成型電感功率損耗對比圖
根據(jù)上述曲線圖分析，CSEG系列在700kHz以下的總損耗是最低的，CSEC系列在700kHz以上損耗是最低的，CSEB和CSEB-H系列損耗中等。
三、更多產(chǎn)品型號
以上是針對工業(yè)級底部電極式一體成型電感的主要特性對比。針對汽車電子應(yīng)用，科達嘉開發(fā)了多個與之對應(yīng)的車規(guī)級一體成型電感產(chǎn)品型號，如VSEB、VSEB-H系列等等。
圖5. 科達嘉車規(guī)級一體成型電感（紅圈標(biāo)注）
科達嘉車規(guī)級底部電極一體成型電感采用低損耗合金粉磁芯材料及一體成型壓鑄工藝，具有低損耗，高效率，應(yīng)用頻率寬等特點。輕薄型設(shè)計，節(jié)省空間，適合高密度貼裝。所有產(chǎn)品均符合AEC-Q200標(biāo)準(zhǔn)。工作溫度范圍：最高可達-55℃ ～ +165℃ (包含線圈發(fā)熱)，適應(yīng)汽車電子復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境。
?
