L'inductor integrat millora significativament el blindatge magnètic, la dissipació de calor i les capacitats antiinterferències integrant la bobina amb materials magnètics a través d'un procés de modelat unificat. S'utilitza àmpliament en fonts d'alimentació d'alta freqüència, electrònica d'automoció, equips de comunicació i altres camps. La metodologia de disseny requereix una consideració exhaustiva d'aspectes clau com la selecció de materials, l'optimització estructural, l'adaptació del procés i la validació del rendiment. A continuació es mostren els enfocaments i mètodes de disseny específics:
1. Selecció de materials i optimització de proporcions
1）Selecció de materials magnètics-
Materials del nucli: Es prefereixen aliatges amorfs a base de ferro de baixa pèrdua (com ara aliatges cristal·lins ultrafins de FeNiMo), pols de ferro carbonil o pols d'aliatge de ferro i silici, i la seva densitat de flux magnètic de saturació (Bs) ha de coincidir amb la freqüència de funcionament (com ara Bs ≈ 1,1 T en l'escenari de 100 kHz ~ 500 kHz).
Relació composta: la pols amorfa o la pols d'aliatge (D50 = 10-15 μm) representa el 20-40% i la pols de ferro carbonil (D50 = 3-7 μm) representa el 60-80% per equilibrar la permeabilitat magnètica i la pèrdua d'alta freqüència.
Additius: Afegiu un 8-15% de resina epoxi termoestable o gel de silicona líquida com a aglutinant, barregeu-ho amb un dissolvent (com ara l'acetona) i premeu-ho en fred per millorar la densitat del material.
2) Selecció del material de la bobina: tipus de cable: el cable de coure pla (amb una gran secció transversal i un baix efecte pelicular) és superior al cable de coure rodó, ja que pot reduir les fuites magnètiques i millorar la dissipació de la calor. - Tractament d'aïllament: la superfície de la bobina s'ha de recobrir amb una capa d'aïllament (com ara resina epoxi) per evitar curtcircuits.
- Disseny estructural i adaptació de processos
1) Esquema de l'estructura del nucli: estructura composta quadrada en forma d'I: el nucli en forma d'I s'enrotlla i s'incrusta al nucli quadrat, formant un circuit magnètic tancat mitjançant premsat en calent per millorar la inductància (Isat ≥ 36A) i la resistència mecànica. - Superposició de pel·lícula multicapa: s'utilitza una pel·lícula mixta de pols amorfa i resina epoxi (gruix 0,1-0,3 mm) per aconseguir un embolcall complet de l'elèctrode i reduir els espais d'aire mitjançant la premsat secundària. - Disseny no acoblat de tipus fila: el nucli magnètic en forma de copa està equipat amb múltiples ranures d'acoblament, incrustat amb bobines en forma d'U i segellat tèrmicament per reduir el coeficient d'acoblament (k <0,1), adequat per al disseny de PCB d'alta densitat.
2) Paràmetres clau del procés: procés de premsat: premsat en fred amb màquina de laminació de doble rodet (temperatura ≤ temperatura ambient) per evitar l'oxidació del material, rang de pressió de 4-5 t/cm² (nucli en forma d'I) i 3,5-4 t/cm² (nucli quadrat). - Tractament tèrmic: enfornar i curar a 150-180 ℃, combinat amb un posttractament com ara sorrejat i galvanoplàstia, per millorar la planitud de la superfície i la resistència a la corrosió.
3.Optimització del rendiment i verificació de la simulació
1) Modelització i simulació paramètrica: eina de simulació electromagnètica: utilitzeu ANSYS Maxwell o HFSS per analitzar la distribució del camp magnètic, optimitzar la mida de la columna (com ara 2,4-3,0 mm) i les voltes del bobinatge (21,5-24,5 voltes), la inductància d'equilibri (L0 = 10 μ H) i la resistència de CC (DCR ≤ 0,55 m Ω). - Anàlisi d'acoblament tèrmic magnètic: ús de COMSOL per simular l'efecte pelicular i l'efecte de proximitat a altes freqüències, reduint les pèrdues de CA (com ara una reducció del 10% en les pèrdues a 500 kHz).
2) Indicador clau de rendiment: corrent de saturació (Isat): ha de cobrir el corrent màxim (Imax = Iout + 21FHIR p), aconseguit mitjançant la selecció de materials de nucli magnètic i el control de l'entreferro. - Freqüència autoresonant (fR): ha de ser 10 vegades superior a la freqüència de commutació (per exemple, 1 MHz a 100 kHz).）Per evitar que la inductància presenti característiques capacitives.
Data de publicació: 22 de desembre de 2025