功率类电感器：金属复合材料类型的优异特性

电感器的基本特性

电感器具有以下基本特性。

1. 如果电流流过，就会产生磁场；反之，如果磁场发生变化，电流就会流过。
2. 将电能转变为磁能并蓄积起来。
3. 直流会流过，但交流不易流过，频率越高越不易流过。

①与②是相互关联的特性。如果让电流流向电感器，就会产生磁场，该磁场的磁通量在电流停止后依然会储存于电感当中。这是因为电感器磁化之故。也即是说，电感器能够将电能作为磁能蓄积起来。

③的特性，在施加直流的情况下，电流只是作为导线而流过，但在施加交流的情况下，频率越高电流越不易流过。这起因于电感器的阻抗。

从此式可以获知，频率f越是升高，阻抗越会增大，电流会变得不易流过。此外，即使电感L增大，电流也一样不易流过。

电感器的基本构造与电感

最基本的电感器是将导线缠绕成线圈状的电感器，导线的两端为外部端子。近年来，将导线缠绕到高磁导率的磁芯上制成的电容器占据了一大半市场。

电感器的电感可通过下式来求得。

从此式可以获知，电感通过1)增大截面积S；2)增加匝数N；3)放入磁心增加透磁率而会增大。

电感器的主要作用

实际上电感器具有什么样的作用呢？这里根据前面所示出的电感器的基本特性①、②、③列出具体示例。

电感器的主要技术规格

这里列出表示电感器性能的主要技术规格。规定条件会随厂家和商品而有所差异，因而必须仔细确认数据表的附注等内容。

电感器的种类

电感器有各种不同的种类。此外，分类的方法也会随不同的观点而有多种。下图所示为将用途作为信号类和功率类，各自按照磁性体(磁心)材料和工艺而进行的分类。
其中，功率类电感器为针对近年来市场对电源的大容量化、效率提高、小型化要求的主要产品之一。功率类电感器的磁性体(磁心)材料中最常见的是铁素体，而作为针对近年来功率类应用课题的解决方案，磁心使用金属磁性体的金属复合材料类型的功率电感器引起人们的关注。

金属复合材料类型的特点

松下电器的MC类型的功率电感器，采用与特定的金属磁性材料一体成型的构造，相比铁素体类型可实现小型化和大电流化，同时实现对应车载的高可靠性。

如下面的比较表所示，其特点在于，与铁素体类型相比，作为电感器重要特性的磁饱和特性、热稳定性、耐热性、耐振性、ACR(交流电阻)、振动峰鸣声量都表现得更优异。

磁饱和特性和热稳定性

这里对于MC类型与铁素体类型的磁饱和特性(＝直流叠加特性)，分别按25°C、100°C、125°C、150°C的条件予以区分绘制而成的一个数据示例。磁饱和特性，是在向电感器施加直流的情况下，在某一电流值下会发生磁饱和而导致电感急剧下降的特性，是在前面叙述的“主要技术规格”中也已列出的重要特性之一。

一般来说，铁素体类型具有显著的饱和特性已广为人知，如图表所示，如果增大DC偏压，电感就会急剧下降，而且饱和特性还会随着温度而变动。相比之下，松下电器的MC类型不会发生看似饱和的急剧的电感下降，相对于温度几乎没有变动。周围温度的变动自不待言，这在伴随发热的功率类电感器上是极为重要的一点。

交流电阻(ACR)

如果提高流向导线的电流频率，电流会因趋肤效应和邻近效应而集中在导线的表面部分，中心部分成为低密度，表面部分成为高密度。由此，电阻成分在高频下增大，我们将电感器上此增加的电阻成分叫做交流电阻(ACR)。
下面的图表为MC类型与铁素体类型的交流电阻(ACR)比较。如果频率上升，ACR增加，则交流损耗会增加，且发热增大。如图表所示，MC类型的ACR的增加比铁素体类型小，因此可以获知，即使在高频下损耗＝发热也不大。

振动峰鸣声量

电感器根据条件和构造，有的情况下会发出机械性振动峰鸣声。为了缓解磁心急剧的饱和，铁素体磁心在多半情况下构造上设置有气隙，此气隙是导致振动峰鸣声的一大要因。松下电器的MC类型由于采用一体成型构造，因而不存在气隙(参见“金属复合材料类型的特点”的构造图)，振动峰鸣声减小。与铁素体类型相比，振动峰鸣声大约是20dB＝1/10。

金属复合材料类型的应用与未来展望

如前所述，MC类型具有优异的特性和高可靠性，因而已被广泛采用于车载应用。基本上已被使用于各种ECU的电源电路的DC/DC转换部和输入滤波器。

今后，松下电器将扩充MC类型的种类，预定向其他的车载应用展开。