岑科：高效率一体成型电感结构仿真设计优化

随着电力电子技术的飞速发展，高频化、小型化、高能效化成为现代电子设备的核心发展趋势。电感元件作为电力转换系统的核心组件，其性能大体上决定了电源模块的效率、功率密度及可靠性。一体成型电感因其独特的粉末冶金工艺和一体化结构设计，在降低损耗、提升机械稳定性、增强抗电磁干扰能力等方面展现出显著优势，逐渐成为高端电源模块、新能源汽车电驱系统、5G通信设备等领域的优选解决方案。

 

设计规格

随着客户产品的迭代及性能要求的提高，一体成型电感的优化设计显得尤为重要。本文以我司一体成型CKST0603P-15uH/M料号为例，进行详细探讨：

 

 

设计方案

方案1采用大中柱，少圈数；方案2采用小中柱，多圈数方案：

 

 建模仿真

方案1  —— 3.0中柱，21.5圈，3层排线         

               

方案2—— 2.4中柱，23.5圈，4层排线

 

 

接下来，我们通过参数化建模，进一步找出更优的设计方案：

首先设定磁体尺寸的边界条件为6mm*6mm*2.8mm，然后设置等效线圈的尺寸：内径设置为R1，参数范围为2.2mm~3.2mm，线圈居中放置；圈数设置为N，参数范围为20.5~24.5Ts。

初始电感量与中柱/圈数关系：

 

偏置电感量@3.8A与中柱/圈数关系：

 

直流电阻与中柱/圈数关系：

 

                 

结论制样后，实测数据如下：

 

实测数据表明优化线圈结构后DCR可降低约10%，饱和上升约3.4%。

磁通面积的瓶颈由页摆变为中柱部分，磁力线分布更加均匀。

同时避免了高低出脚的问题。

最终通过参数化仿真，综合考虑初始电感量，偏置电感量及直流电阻后，相对较优的方案为2.4中柱，23.5Ts；2.6中柱，22.5Ts及2.8中柱，21.5Ts这3组。

 

结束语

电感的优化设计是一个尺寸与特性的平衡问题。没有最好的设计，只有更符合客户需求的设计。岑科电感奉行“客户为源，勤勉为本，荣辱与共”的核心价值观，始终致力于为客户提供更优质的产品及专业、高效的服务！

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