“獨(dú)上西樓,月如鉤”,隨著Ai人工智能快速擴(kuò)散并席卷全球的時(shí)代背景下,銘普人一貫秉承著“工匠”精神不斷的在智慧制造、智能制造、自動(dòng)智造上拓新、創(chuàng)新、革新。為了適應(yīng)Ai革命對(duì)模壓電感提出更高效、更高算力和更高可靠性的需求,近年來(lái)我司也在不斷加大對(duì)模壓電感新工藝制造智能化、高性能新材料多元化方向的研發(fā)投入,并先后與華南理工大學(xué)、電子科技大學(xué)、中科院加強(qiáng)合作,推動(dòng)我司科研創(chuàng)新。
“寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來(lái)”,從量變到質(zhì)變、從零到一,銘普在模壓電感制造領(lǐng)域十年磨一劍,在模壓電感技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新?,F(xiàn)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了不同應(yīng)用場(chǎng)景需求的模壓電感。
眾所周知,模壓電感工藝是將線(xiàn)圈埋入粉末中并壓制成型經(jīng)過(guò)固化所得。傳統(tǒng)工藝存在以下弊端:
1. 高壓會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)圈形變過(guò)大,增加了銅線(xiàn)短路Q(chēng)低風(fēng)險(xiǎn);
2. 基于線(xiàn)圈短路風(fēng)險(xiǎn),胚體受壓壓力通常<800Mpa,導(dǎo)致粉料致密度較低,合金粉通常密度低于5.6g/cm3,盡管通過(guò)調(diào)配粉料級(jí)配摻入羰基鐵等較細(xì)顆粒細(xì)粉,壓實(shí)密度也很難突破6.0g/cm3;
3. 過(guò)高的壓力也會(huì)改變磁粉微觀(guān)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其磁性能難以發(fā)揮,殘存的內(nèi)應(yīng)力還會(huì)導(dǎo)致模壓電感溫升電流較低,并導(dǎo)致產(chǎn)品損耗高。
“眾里尋他千百度,驀然回首”,通過(guò)不斷地鉆研反復(fù)試錯(cuò)。終于,我司在工藝技術(shù)上已經(jīng)開(kāi)發(fā)出T+P、T+U等成型技術(shù)工藝(圖1),不僅可以得到高密度的磁芯,還可以將線(xiàn)圈形變將低至幾乎無(wú)形變,大大提升模壓電感可靠性。
其技術(shù)特點(diǎn):先通過(guò)磁性粉末(如鐵硅鋁、鐵鎳、鐵硅鉻、非晶等)超高壓成型得到高密度I-core、U-core、T-core磁芯(密度>6g/cm3),再將繞制線(xiàn)圈與預(yù)制的高密度磁芯組合,進(jìn)行二次低溫(180℃)低壓(低于300Mpa)并提前固化。
圖1.我司T+U全自動(dòng)化產(chǎn)品線(xiàn)
典型應(yīng)用:可在高頻電源模塊(DC-DC轉(zhuǎn)換器)、車(chē)載電子、GPU供電上進(jìn)行應(yīng)用。該工藝制備的模壓電感具有以下優(yōu)勢(shì):
1.高能量密度:磁性粉末填充緊密,減少氣隙,提高磁導(dǎo)率,電感量和飽和電流更高。
2.低損耗:粉末顆粒間絕緣,有效抑制渦流損耗,高頻特性?xún)?yōu)異(適合MHz級(jí)應(yīng)用)。
3.機(jī)械強(qiáng)度高:粉末壓鑄后結(jié)構(gòu)穩(wěn)固,抗振動(dòng)、抗沖擊性強(qiáng),適合汽車(chē)電子等嚴(yán)苛環(huán)境。
4.設(shè)計(jì)靈活:可定制復(fù)雜形狀(如異形結(jié)構(gòu)),滿(mǎn)足小型化需求(如手機(jī)、穿戴設(shè)備)。
以下是我司預(yù)制core新工藝制備模壓電感的具體性能參數(shù)對(duì)比,與傳統(tǒng)冷壓工藝制備的同型號(hào)成品對(duì)比,我司自主研發(fā)的T+U熱壓新工藝制備的成品在以下方面具有優(yōu)勢(shì):其中,體積較小2.9%,DCR降低64.4%,溫升電流提升166.6%,飽和電流提升22.3%(如圖2);同型號(hào)產(chǎn)品對(duì)比,隨著電流增加(如圖3),其飽和電流曲線(xiàn)下降較傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品更緩慢,我司在T+U工藝技術(shù)上的研發(fā)創(chuàng)新的同時(shí),在低損耗材料方向也取得了重要突破,通過(guò)在材料成分如非晶、納米晶等低損耗材料上和級(jí)配優(yōu)化配比上的技術(shù)突破并申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利,該工藝條件下制備的模壓電感產(chǎn)品溫度隨著加載電流的增加較緩慢的增加,而傳統(tǒng)工藝電感產(chǎn)品溫升曲線(xiàn)增加急促。
圖2.T+U工藝制備模壓電感與傳統(tǒng)冷壓工藝產(chǎn)品性能參數(shù)對(duì)比
圖3.T+U工藝制備模壓電感與傳統(tǒng)冷壓工藝產(chǎn)品飽和及溫升曲線(xiàn)
如圖4所示為我司新工藝制備的模壓電感(左)和傳統(tǒng)工藝制備(右)的模壓電感內(nèi)部線(xiàn)圈圖。其中,T+U工藝采用扁線(xiàn)臥繞的繞線(xiàn)方式,傳統(tǒng)工藝采用圓線(xiàn)密排繞線(xiàn),經(jīng)過(guò)兩種工藝壓制成型后,右側(cè)線(xiàn)圈形變非常明顯,線(xiàn)圈軸向壓縮平均形變量在36%,有的線(xiàn)形變甚至更到達(dá)到50%,作為對(duì)比的T+U成型工藝線(xiàn)圈軸向壓縮形變僅為4.2%。線(xiàn)圈形變過(guò)大會(huì)對(duì)銅線(xiàn)的漆膜要求更高,其形變?cè)酱缶€(xiàn)圈表皮破裂的風(fēng)險(xiǎn)也大大增加。同時(shí),經(jīng)過(guò)高壓的線(xiàn)圈在老化試驗(yàn)中也表現(xiàn)出更低的使用壽命(傳統(tǒng)成型產(chǎn)品老化試驗(yàn)1300h后電性能會(huì)突破并失效,而T+U工藝產(chǎn)品老化試驗(yàn)壽命可以高達(dá)1800h以上)。
圖4.T+U工藝制備模壓電感與傳統(tǒng)冷壓工藝產(chǎn)品內(nèi)部線(xiàn)圈形變情況
“待到山花爛漫時(shí),她在叢中笑”,目前我司根據(jù)市場(chǎng)需求,逐漸開(kāi)發(fā)出可應(yīng)用在車(chē)載OBC、GPU高算力大電流、超薄穿戴電子產(chǎn)品上的產(chǎn)品,并在市場(chǎng)大力上推廣應(yīng)用,銘普光磁在技術(shù)研發(fā)的道路上矢志深耕、奮勇追趕,在磁芯元器件領(lǐng)域必將躋身行業(yè)翹楚之列。