在汽車行業(yè)，電子系統(tǒng)已深度融入汽車的各個(gè)環(huán)節(jié)，成為保障汽車安全運(yùn)行的核心要素。從發(fā)動(dòng)機(jī)的精準(zhǔn)控制到剎車系統(tǒng)的高效響應(yīng)，從信息娛樂系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行到高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的智能決策，電子系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到汽車的安全性與整體性能。而在這些復(fù)雜的電子系統(tǒng)中，電感器作為一種關(guān)鍵的基礎(chǔ)元件，扮演著不可或缺的角色。其性能的優(yōu)劣，尤其是可靠性的高低，對(duì)汽車的安全行駛有著深遠(yuǎn)影響。

在汽車的眾多電子系統(tǒng)中，ADAS 和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)(ADS)堪稱最為關(guān)鍵且復(fù)雜的部分，對(duì)汽車安全起著決定性作用。這些系統(tǒng)由多個(gè)先進(jìn)的傳感器、高性能處理器以及復(fù)雜的算法協(xié)同工作，實(shí)時(shí)感知車輛周圍環(huán)境，并做出精準(zhǔn)決策。在 ADAS/ADS 中，處理器承擔(dān)著數(shù)據(jù)處理與決策的重任，它們需要穩(wěn)定且可靠的電源供應(yīng)。這些處理器通常在低電壓環(huán)境下運(yùn)行，一般電源軌電壓約為 1 伏，但其所需電流卻可達(dá)十幾安。如此高的電流需求，對(duì)電源管理集成電路(PMIC)提出了嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。功率電感器與 PMIC 協(xié)同工作，作為降壓轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵組成部分，在功率轉(zhuǎn)換過程中發(fā)揮著核心作用。

降壓轉(zhuǎn)換器工作時(shí)，通過與輸入電壓源串聯(lián)的開關(guān)以及由功率電感器和輸出電容構(gòu)成的低通濾波器，將較高的輸入電壓轉(zhuǎn)換為較低的輸出電壓。在開關(guān)開啟的 TON 期間，輸入電壓驅(qū)動(dòng)輸出并向功率電感器充電，電感器電流線性上升至峰值 Ipeak;當(dāng)開關(guān)關(guān)閉的 TOFF 期間，電感器儲(chǔ)存的能量繼續(xù)通過換向二極管向負(fù)載供電，電感電流逐漸下降，形成三角形紋波電流。紋波電流的大小與功率電感器的電感量緊密相關(guān)，合適的電感值能確保紋波電流維持在合理水平，一般設(shè)置為產(chǎn)生達(dá)到 20 - 30% 額定輸出電流的紋波電流。當(dāng)負(fù)載突然增加，輸出電壓會(huì)瞬間下降，此時(shí)功率電感器需應(yīng)對(duì)異常大的峰值電流，為輸出電容快速充電，以維持電壓穩(wěn)定。在此過程中，功率電感器的電感值對(duì)轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)響應(yīng)影響重大，小電感值可加快恢復(fù)時(shí)間，大電感值則會(huì)延長(zhǎng)恢復(fù)時(shí)間。因此，在汽車應(yīng)用中，功率電感器的性能直接關(guān)系到 ADAS/ADS 系統(tǒng)能否穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，進(jìn)而影響汽車的行駛安全。

汽車車燈作為保障夜間及惡劣天氣條件下行車安全的重要部件，其性能同樣依賴于高質(zhì)量的電感器。隨著 LED 照明技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及汽車用戶對(duì)車燈安全性能要求的不斷提高，現(xiàn)代汽車車燈不僅具備基本照明功能，還擁有自動(dòng)開啟、高度和亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)、隨動(dòng)轉(zhuǎn)向及遠(yuǎn)近光自動(dòng)切換等多種智能功能。這些功能的實(shí)現(xiàn)，離不開復(fù)雜的電子電路，而電感器則是其中的關(guān)鍵元件。汽車車燈的電子電路屬于大功率設(shè)計(jì)，工作環(huán)境極為復(fù)雜。電感器在該環(huán)境中需面臨諸多挑戰(zhàn)，首先要具備耐大電流能力，在高瞬態(tài)峰值電流情況下，必須保持足夠的電感值，以確保電路正常工作，同時(shí)還需長(zhǎng)時(shí)間承受持續(xù)大電流輸出，且保證電感表面溫升不超出規(guī)定值，防止因溫度過高影響電感壽命甚至導(dǎo)致車燈故障。其次，由于汽車車燈方案設(shè)計(jì)的工作頻率相對(duì)較高，電感器需采用低損耗磁芯材質(zhì)，以有效降低高頻磁芯損耗，減少車燈發(fā)熱量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保并提升輸出效率。再者，汽車運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜多變，包括惡劣氣候、高低溫差、高振動(dòng)等，這就要求電感器具備高可靠性，能在各種極端環(huán)境下保持良好的電氣性能，同時(shí)采用磁屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效降低電磁干擾，確保車燈系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

為滿足汽車行業(yè)對(duì)高可靠性電感器的嚴(yán)格要求，眾多電子元件制造商不斷創(chuàng)新研發(fā)，推出了一系列專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的高性能電感器產(chǎn)品。以 TDK 的 CLT32 系列功率電感器為例，該系列產(chǎn)品專為 ADAS/ADS 應(yīng)用量身打造，具有諸多卓越特性。其采用磁性成型材料，確保了軟飽和特性，有效降低了因磁飽和導(dǎo)致的電感變化，即飽和漂移。整個(gè)電感器圍繞一體式厚銅線圈形成，采用一體化端子結(jié)構(gòu)，避免了內(nèi)部連接可能導(dǎo)致的不可靠操作，且厚實(shí)的銅線圈使串聯(lián)電阻低至 0.39 毫歐，極大地減少了功率損失，降低了負(fù)載下的發(fā)熱量。線圈采用新開發(fā)的鐵磁性塑料化合物包覆，形成線圈的核心和外殼，該芯材在高溫和高頻應(yīng)用中具有優(yōu)良的電氣特征，磁芯損耗極低。此外，該系列電感器體積小巧，采用 3.2×2.5×2.5 毫米的扁平封裝，具有高體積效率，可在不增大電路板尺寸的前提下使用多個(gè)電感器。其額定工作溫度范圍為 -40℃至 +165℃，遠(yuǎn)超 AEC - Q200 最高測(cè)試溫度 125℃的要求，能夠適應(yīng)汽車各種極端工作環(huán)境。在紋波電流功率損失方面，CLT32 電感器相較于薄膜或金屬?gòu)?fù)合電感器技術(shù)具有明顯優(yōu)勢(shì)，更低的交流紋波損失意味著可容忍更高的紋波電流，允許 DC/DC 轉(zhuǎn)換器中電容值更低，從而提高了整體效率。

科達(dá)嘉針對(duì)汽車車燈應(yīng)用需求，自主研發(fā)設(shè)計(jì)了多個(gè)系列的車規(guī)級(jí)一體成型電感，如 VSHB、VSHB - T、VSAB、VSEB - H 系列等。這些電感采用低損耗的合金粉末壓鑄成型，在同尺寸情況下具有功耗最小、直流阻抗最低的特點(diǎn)，合金粉芯的高 Bm 值使其具備更優(yōu)秀的直流偏置能力。產(chǎn)品采用全磁屏蔽結(jié)構(gòu)，抗電磁干擾能力強(qiáng)，線圈和磁芯緊密結(jié)合，有效避免了噪音產(chǎn)生，且能耐受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊和振動(dòng)。其中，VSHB - T 系列采用冷熱壓兩次成型工藝以及 T - Core 磁芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低了磁芯損耗，減少了短路風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)新的 T - core 磁芯結(jié)構(gòu)保證了電感電氣性能的可靠性及一致性。該系列產(chǎn)品工作溫度范圍可達(dá) -55℃至 +165℃，達(dá)到 AEC - Q200 Grade 0 最高耐溫等級(jí)，非常適用于對(duì)溫度要求嚴(yán)苛的汽車應(yīng)用場(chǎng)景，如發(fā)動(dòng)機(jī)艙、車燈系統(tǒng)等。

在汽車電子系統(tǒng)中，高可靠性的電感器在確保汽車安全方面發(fā)揮著不可替代的作用。從 ADAS/ADS 系統(tǒng)的穩(wěn)定供電到汽車車燈的可靠運(yùn)行，電感器的性能直接關(guān)系到汽車關(guān)鍵功能的實(shí)現(xiàn)與安全性能的保障。隨著汽車行業(yè)向智能化、電動(dòng)化方向不斷發(fā)展，對(duì)電感器等電子元件的性能和可靠性要求將愈發(fā)嚴(yán)格。電子元件制造商需持續(xù)投入研發(fā)，不斷創(chuàng)新，推出更多高性能、高可靠性的電感器產(chǎn)品，以滿足汽車行業(yè)日益增長(zhǎng)的需求，為汽車安全行駛提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。