标签: 元器件

一、引言 在现代电子工业中，由深圳时源芯微科技有限公司研发的T-core一体成型的TSMI252012PMX-R33MT电感，以其独特的结构设计和卓越的性能参数，成为了不可或缺的重要元件。无论是在移动设备、智能穿戴设备还是在汽车电子等领域，它都发挥着举足轻重的作用。今天，我们就来详细解析一下这款电感的特点、工作原理、应用场景以及相关的环境与出口分类。 二、结构特点 TSMI252012PMX-R33MT电感一体化的电极结构，这种结构赋予了它一系列显著的特点： 尺寸小巧 ：封装尺寸为2.5mm x 2.0mm x 1.2mm，这样的尺寸大大节约了PCB板的空间，使得它在高密度、小型化的电子设备中得以广泛应用。小巧的尺寸不仅提高了电路的集成度，还降低了产品的生产成本。 工艺结构 ： TS工艺无需导线架，成本结构优势明显 ； TS绕线可实现大电流，小体积； TS小尺寸工艺流程短，工时短； TS全制程精密模具作业，比传统工艺治具作业精度高； TS冷压磁芯精度高，性能稳定，良率高 全封闭磁屏蔽结构 ：通过全封闭磁屏蔽结构设计，TSMI252012PMX-R33MT具备高抗干扰性，增强了抗电磁干扰的能力。这使得它在复杂的电磁环境中依然能保持稳定的性能，提高了产品的可靠性和稳定性。 三、特性解析 TSMI252012PMX-R33MT电感不仅具有独特的结构特点，还具备一系列优异的特性： 低直流电阻 ：10mΩ低直流电阻使得电感在工作时产生的功耗降低，从而提高了能源利用效率。这对于需要长时间工作的电子设备来说，无疑是一个重要的优势。 高额定电流 ：在同尺寸情况下，TSMI252012PMX-R33MT电感的额定电流 远高于 传统电感。这意味着在相同的空间内，它可以承受更大的电流冲击，从而 大大节省 了PCB空间。 CORE一体成型: 机械应力集中在一处不易破损，使得电感在恶劣环境下依然能保持稳定的性能。这种耐机械冲击的能力保证了电感在长时间使用过程中的可靠性。 四、工作原理 TSMI252012PMX-R33MT电感的工作原理基于电磁感应定律。当电流通过电感线圈时，会在其周围产生一个磁场。这个磁场会随着电流的变化而变化，从而在电感线圈中产生感应电动势。具体来说： 当电流稳定时，磁场也保持稳定，此时电感线圈中的感应电动势为零。 当电流发生变化时，磁场也会发生变化，从而在电感线圈中产生感应电动势。这个感应电动势会阻碍电流的变化，起到储能、滤波和延时的作用。 正是基于这种工作原理，TSMI252012PMX-R33MT电感在电路中发挥了重要的作用。 五、应用场景 TSMI252012PMX-R33MT电感因其优异的性能和结构特点，被广泛应用于各种电子设备中。以下是几个典型的应用场景： 移动设备 ：如智能手机、平板电脑等。这些设备中的电感主要用于电源管理和信号滤波等电路。通过精确的电源管理和信号滤波功能，电感提高了设备的性能和稳定性。 TWS耳机： 电感在TWS耳机（即无线立体声耳机）中发挥着储存和释放能量的功能，支持更长时间的待机和更稳定的音频输出，参与信号传输与处理过程，确保音频信号的稳定传输和高质量输出。 智能戒指： 确保戒指内部电路的稳定运行、传感器信号的处理、无线通信模块的通信以及电源管理等方面都发挥着重要作用，无线通信模块中起到天线和匹配网络的作用，有助于实现信号的发射和接收。 汽车电子 ：在汽车电子系统中，电感用于电源滤波、信号传输等。通过稳定的电源滤波和精确的信号传输功能，电感提高了汽车电子系统的稳定性和可靠性。 六、环境与出口分类 工作环境 ：TSMI252012PMX-R33MT电感的工作环境温度范围为-55℃~+125℃。这种宽温度范围使得电感能够在各种恶劣环境下正常工作。无论是高温还是低温环境，电感都能保持稳定的性能。 出口分类 ：作为一款电子元器件，TSMI252012PMX-R33MT电感在出口时需要根据相关国际贸易规定进行分类和申报。一般来说，它会被归类为电子产品或电子元器件类商品。在出口过程中，需要按照相关要求进行包装、标记和运输。同时，还需要遵守目的国的进口规定和关税政策。 八、附件（品牌平替料号） TSMI252012PMX-R33MT 顺络 SWPA4020SR33NT 村田 MURATA FDSD0412-H-R33M FDV0530-H-R36M LQH2MPNR33NGR FDSD0420-H-R33M Timesource(深圳市时源芯微科技有限公司)

一、引言 TSMI252012PMX-1R5MT是一款由深圳市时源芯微科技有限公司（Time Source）生产的T-core一体化结构电感器，具有独特的结构特点和优异的电气性能。其广泛的应用场景、符合国际环保标准以及精确的电气参数，使其成为众多电子设备中不可或缺的重要元件。本文将对该电感器进行全面解析，包括引言、结构特点、特性解析、工作原理、应用场景以及环境与出口分类等方面。 二、结构特点 TSMI252012PMX-1R5MT电感器的主要结构特点如下： 封装形式 ：采用标准封装，尺寸为2.5mm×2.0mm×1.2mm，适合表面贴装（SMD），占用空间小，有利于电路板的小型化和集成化。 全封闭磁屏蔽结构 ：具备高抗干扰性，能有效降低电磁干扰（EMI）和射频干扰（RFI），提高设备的稳定性和可靠性。 T-core结构 ：采用T-core一体化结构，使得电感器能够承受较大的电流，同时保持较低的直流电阻（DCR），提高了功率传输效率。 三、特性解析 TSMI252012PMX-1R5MT电感器的电气特性如下： 电感值 ：1.5μH，偏差±20%。电感值的准确性和稳定性对于电路的稳定性和性能至关重要。 直流电阻（DCR） ：最大值为27mΩ，低DCR有助于减少功率损耗，提高能源利用效率。 额定电流 ：4.6A，表示电感器在正常工作时所能承受的最大电流值。 饱和电流 ：4.7A，当电流超过此值时，电感器的电感值将显著下降，不再保持恒定。 工作温度范围 ：-55℃至+125℃，表明电感器在此温度范围内能够正常工作，保持稳定的电气性能。 此外，该电感器还具有以下特性： 高频特性 ：在高频环境下，电感器的电感值变化较小，具有良好的频率响应特性。 稳定性 ：在高温环境下，电感器的电感值方差较小，具有良好的DC叠加特性，使得电路在各种工况下都能保持稳定。 低噪声 ：由于采用了金属磁性材料和一体化的绕线结构，电感器的蜂鸣噪声较低，不会对电路产生干扰。 四、工作原理 TSMI252012PMX-1R5MT电感器的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中会产生感应电动势。在电感器中，当电流通过绕线时，会在绕线周围产生磁场。当电流发生变化时，磁场也会发生变化，从而在绕线中产生感应电动势，这个感应电动势会阻碍电流的变化。因此，电感器在电路中起到了储能、滤波、稳流和延迟电流变化的作用。 五、应用场景 TSMI252012PMX-1R5MT电感器由于其独特的结构特点和优异的电气性能，被广泛应用于各种电子设备中，包括但不限于以下场景： 平板电脑和笔记本电脑 ：作为电源电路中的储能和滤波元件，保证电池供电的稳定性和可靠性。 智能戒指 ：在数据传输和存储过程中，提供稳定的电流和电压，确保数据的准确性和完整性。 智能手机和其他便携式设备 ：在电池供电电路中，作为储能和滤波元件，延长电池的使用寿命和提高设备的续航能力。 六、附件（品牌平替料号） TSMI252012PMX-1R5MT TDK SPM4020T-1R5M-LR SPM3012T-1R5M-LR SPM4012T-1R5M-LR SPM3010T-1R5M-LR SPM3015T-1R5M-LR SPM4015T-1R5M-LR SPM4030T-1R5M 村田 DFE201208S-1R5M DFE201210S-1R5M DFE201610E-1R5M DFE201610P-1R5M DFE201610R-H-1R5M DFE201612E-1R5M DFE201612E-2R2M DFE201612P-1R5M DFE252007F-1R5M DFE252008C-1R5M DFE252008U-1R5M 1269AS-H-1R5M DFE252010F-1R5M DFE252010P-1R5M DFE252010R-H-1R5M DFE252012R-H-1R5M DFE252012F-1R5M DFE252012P-1R5M DFE322512F-1R5M LQH5BPB1R5NT0L LQH5BPB1R5NT0K LQH32PB1R5NN0L 顺络 SWPA252010S1R5NT SWPA252012S1R5MT SWPA3010S1R5NT SWPA3012S1R5NT SWPA3015S1R5NT SWPA4010S1R5NT SWPA4012S1R5NT SWPA4018S1R5NT SWPA4020S1R5NT SWPA4030S1R5NT Time Source（深圳市时源芯微科技有限公司）

过去十年，新装服务器的市场需求增长迅猛，2015到2022年复合年均增长率达到了11%。拉动市场增长的动力主要来自以下几个方面：首先，个人文件无纸化。。。 01 前言 过去十年，新装服务器的市场需求增长迅猛，2015到2022年复合年均增长率达到了11%。拉动市场增长的动力主要来自以下几个方面：首先，个人文件无纸化和企业办公数字化进程加快；其次，全球健康危机期间的居家办公，新媒体平台融入个人生活，致使屏幕使用时间大幅增加；最后，随着人工智能的兴起和普及，这个市场将继续保持高速增长。在这个背景下，给服务器设计开关电源殊为不易，主要是处理高热耗散问题，以及降低这种大型可扩展设备的维修成本，这是摆在电源开发者面前的两大难题。 基于可控硅来解决这两大问题的方案应运而生，提出了用可控硅替代传统机电开关的设计在开关电源的AC/DC部分的启动功能的方案。 02 先进技术 a) 原理 在AC-DC功率转换器启动过程中，大容量电容直流充电时会产生高于系统标称稳态电流10倍的大电流，这种涌流会在市电交流电源上产生电压降，从而影响同一电源连接的其他设备的正常运行。在IEC61000-3-3标准里有电压波动和频闪的定义。 要想保护电气设备的安全和功率转换器的可靠性，必须抑制这种浪涌电流。事实上，浪涌电流可能会触发或烧毁电源串联的设备，例如，断路器、保险丝、电容器或桥式整流器。 有三种解决方案可以抑制电气设备连接电源时产生的浪涌电流： ✦用继电器并联NTC或PTC热敏电阻，在电源恢复到稳态后短接启动电阻，传输电能，降低电阻的电能损耗； ✦用SCR可控硅代替方案1的继电器； ✦用SCR设计软启动的导通配置。 关于每个涌流抑制解决方案在启动阶段和稳态阶段的工作原理图，见图1。 ▲图1：AC/DC转换器：浪涌电流抑制电路拓扑 b) 为软启动寻找一个适合的方法 以前的标准拓扑是用机电继电器建立一条旁路，绕过管理浪涌电流的NTC热敏电阻。用SCR建立旁路也可以实现同样的效果。现在更加优化的方法是采用软启动拓扑。 通过用相位角控制SCR开关操作，可以把PFC输出电容器的电压平稳地提高至交流线路的峰值电压。MCU控制预充电流峰值，并同步SCR栅极驱动信号的相位角步长（图2中的Δt）。 ▲图2：采用纯SCR拓扑的软启动 不难发现，I LINE 峰值和Δt值是相关的：Δt值越大，I LINE 峰值越高，系统启动越快。 c) 纯SCR涌流抑制拓扑的优点 软启动拓扑允许设计人员不用机电元件和无源元件（即NTC或PTC）就能处理在应用启动阶段出现的浪涌电流，从而降低AC/DC整流部分的物料成本。 通过用MCU控制SCR的导通，设计人员可以轻松设置线路电流大小，改善启动时间，同时满足IEC61000-3-3标准。 SCR可控硅X1和X2正在取代下桥臂上的标准整流二极管，可控硅驱动电路是由一个双向晶闸管Q1和两个小二极管D1和D2组成。 因为采用这种驱动器配置，MCU可直接控制SCR导通，无需额外隔离电路和交流线路极性检测。只要被施加正偏置电压后，SCR就能正向导通，因此当将栅极电流反向施加到未使用的SCR时，没有潜在功率损耗的风险。 这种全固态浪涌电流管理方案没有笨重的活动的机械元件，因而改进了电源的可靠性和使用寿命。此外，应用中不再有因为继电器触点弹跳产生的EMI噪声。与继电器相比，可控硅没有老化问题。 图3从能效、功率密度、使用寿命、声学噪声和电磁干扰几个方面比较了16A SCR和16A机械继电器的应用性能。 ▲图3：SCR与机械式继电器性能对比 03 数据中心的电力损耗非常严重 数据中心SMPS设计人员面临的主要难题是功率损耗。即使散热方法不断改进，不管是水冷还是油冷，首要手段仍然是限制转换器分立功率器件的电能损耗，使开关电源尽可能达到最高能效。 a) 基于继电器的1500W电源与基于SCR的1500W电源能耗对比 我们在1500W电源装置（PSU）上测量了纯SCR解决方案的能效。该电源的最初配置使用的是机械继电器，我们用意法半导体开发的评估板（STEVAL SCR002V1）替换机械继电器，在电源上实现一个纯SCR的启动拓扑。图4显示了两种解决方案在输出负载从10%到100%时的能效。 SCR拓扑的能效与继电器的能效完全相同。 ▲图4：1500W电源能效对负载比曲线图 b) 150°C结温下的SCR损耗优化 选择正确的SCR对于防止高功率损耗和可能的过热现象非常重要。意法半导体开发了一系列AC/DC转换器专用的SCR。 150°C最大结温是关键参数。图5描述了16A SCR（TN1605H-8I）在高温条件下的通态特性。在150°C结温和RMS 6.5A电流（在1500W/230V电源上）时，SCR的通态压降低于正常温度25°C的通态压降，所以，SCR在高温工作时的功率损耗会更低。 在高温工作时，SCR还有其他优点：较低的散热要求、更宽的温度裕量、更高的可靠性。 ▲图5：16A SCR在高温通态时的特性 04 电路实现及工作方式 设计者的第一个问题是“如何设计整流桥中的SCR栅极电路”？ 这个问题很容易回答，因为下面的栅极电路是由分立器件组成的，由MCU直接控制，并且不需要给接口额外加隔离器件。 为了简单地解释电路的工作原理，我们只讨论交流线路正弦波的正半波，下面是电路运行方式：SCR可控硅X2是由Q1通过二极管D2导通。因此，一旦MCU激活Q1，X2也会导通。Q1栅极电流来自MCU，而X2栅极电流是通过Q1和D2接收的交流电源的电流。 ▲图6：电路工作方式 在正弦波的正半周期，D1二极管被反向偏置，因此没有栅极电流流过X1 SCR的栅极，从而防止SCR 漏电流导致的反向损耗增加。 在浪涌阶段，MCU控制Q1三端双向可控硅开关元件的相位角，因此，X2 SCR也是用相位角控制。浪涌电流流经D3、PFC输出电容（C）、X2 SCR，然后回到零线。Vdc充电顺利。 在稳定状态下，PFC导通，MCU控制Q1三端双向可控硅全波段导通，X2可控硅导通。在交流电源正弦负半周期也是同样的操作，使用相同的MCU I/O信号。 05 总结 纯SCR拓扑及其专用的非绝缘驱动器可以轻松地替代机电继电器和/或无源元件解决电气设备启动时的浪涌电流问题，这个基于高结温SCR的完整固态解决方案非常适合功率密度非常高的应用场景，例如，数据中心的SMPS电源。该方案有以下几个好处：高能效；去除机械部件，高可靠性；实现简单的非隔离控制电路 找元器件上唯样商城

MPPT（Maximum Power Point Tracking）是光伏逆变器系统实现最大程度利用太阳能的关键部分，不同的MPPT拓扑有各自的特点。本文将对比常见的三种MPPT电路，并对双boost (Dual Boost)的开关模式限制做了原理性分析，直观解释了Dual Boost 在MPPT中无法交错开关。针对不同的电压与电流等级，本文提供了英飞凌针对各种拓扑的参考器件选型方案，为设计高效可靠的MPPT提供便利。 “ MPPT基本原理与常用拓扑 如何将太阳能最大程度转化为电能，除了光伏电池板自身技术的发展以外，最大功率跟踪MPPT也是压榨太阳能利用率的重要环节。一般情况下，光照强度越大，光伏电池板能够输出的功率也越大。下图是一定光照强度下电池板的输出特性曲线，可以发现存在某个点的输出功率最大（MPP,Maximum Power Point）。 图1.光伏电池板输出特性曲线 这个现象可以用一个简化的模型来解释，如下图。负载电阻接收的功率为： 当输出电阻 Ro 调节到与电源内阻 Rint 相同时，负载可以接收到最大功率。光伏系统中的MPPT电路就起到了调节负载端的输入阻抗，以获得最大功率的目的。 图2.MPPT原理示意图 MPPT一般选用非隔离型的DC/DC电路，Buck、Boost以及Buck-Boost电路都有合适的应用场合。只不过Buck与Buck-Boost一般多用于小功率光伏系统中，在以后的文章中将再次提及这一部分，这里不多做介绍。中大功率的MPPT一般都是Boost电路及其衍生电路，除了Boost电路本身拓扑简单以外，逆变侧对高压直流母线的需求也使得升压电路更受欢迎。 图3.Single Boost 图4.Dual Boost 图5.FC Boost 左右滑动查看更多 以上是MPPT中常用的Boost电路及其衍生电路的拓扑，两电平的Single Boost电路结构简单，但是器件的电压应力会更大些；Dual Boost与Flying Capacitor Boost都属于三电平的拓扑，因而器件的电压应力减半，但这两种拓扑在光伏MPPT应用中还有很大的不同。 “ Dual Boost在MPPT中的开关模式限制 由于共模漏电流的问题 ，Dual Boost的两颗主动管无法交错，只能同步开关，不能起到倍频减小电感的作用。图6是考虑光伏电池板对地寄生电容的简化系统， Cpv+ 与 Cpv- 分别是电池阵列正负母线对地电容， LP 、 LN 是Boost输入电感， LA ， LB 和 LC 是逆变器的输出电感。地电流也就是共模漏电流如果过大的话，一方面不能满足安全标准，另一方面对光伏电池板本身的寿命也有影响。图7是将图6进行交流等效后的简化电路，忽略器件的差异，假设 LP = LN = L ， C pv += Cpv- = Cpv/2 ， LA = LB = LC = Lf ，当Dual Boost采取不同的控制方式时，共模漏电流 ic 会有不同的表达式。 图6.使用Dual Boost的光伏逆变系统 图.7 Dual Boost共模等效电路 当Dual Boost开关时，可以通过叠加定理方便地写出iC的表达式： 假设三相电压均衡，那 么vAN、vBN、vCN 的矢量和为0， iC 又可以简化为： 从这里我们可以看到排除掉元器件差异后，同样的拓扑下共模漏电流的值正比于正负母线的共模电压大小。为了便于大家更直观的理解，这里不再进行复杂的傅里叶分解，而是使用两张图来对比。图8和图9是不同工作模式下， vP+vN 与直流输出电压的比值。由此两图的对比可以看出，最终的傅里叶分解结果也是相差一个脉冲函数δ(ω)。因此使用Dual Boost交错开关时的共模漏电流会比同步开关时要大得多，很容易超过VDE或者GB/T等标准的值。 这里也可以顺便一提Single Boost，从图10可以看出正母线的共模噪声源被负母线旁路了，不产生对地的共模漏电流。 图8.交错开关时的共模电压 图9.同步开关时的共模电压 图10.Single Boost共模等效电路 “ FC Boost的特点 使用以上的方法，可以推导出FC Boost不存在共模漏电流的问题，两颗主动管可以交错开关，提高等效的开关频率，因此同样的电流纹波与开关频率下，电感值可以是原先的一半。但是FC Boost拓扑与控制较为复杂，还需要引入飞跨电容的预充电电路，并且还有一些专利壁垒 ，导致使用这个拓扑的门槛较高。 “ MPPT电路英飞凌模块解决方案 针对不同的拓扑与功率需求，英飞凌都有高效并且可靠的解决方案。近些年随着光伏电池本身技术的发展，单板电流越来越大，光伏电站对单瓦成本的要求又使得系统的交直流电压越来越高。针对这种电压愈高电流愈大的趋势，英飞凌根据客户的应用需求和创新设计开发了各种模块产品。 模块产品基于英飞凌的Easy封装，有着灵活的Pin针布置与极小的杂散电感，能够最大程度上发挥出芯片与拓扑本身的优势。图11是主要的一些方案，表1是1500V系统下适用的模块方案的具体信息。其中DF4-19MR20W3M1HF_H94采用业内领先2kV SiC芯片技术，每个模块有4路Boost，通过简单的拓扑即可实现1500VDC系统下的40A以上MPPT，开关频率可推高至30kHz以上进一步减小电感尺寸。 图11.MPPT模块方案概况 表1.1500V光伏系统MPPT解决方案 “ MPPT电路英飞凌单管解决方案 随着高压大电流的IGBT与SiC单管产品越来越多，光伏系统中也出现越来越多的分立器件方案以降低整体成本。英飞凌1200V的TRENCHSTOP™ IGBT7 H7产品兼顾了导通损耗与开关损耗，非常适合Boost MPPT的应用。表2 MPPT IGBT单管解决方案是针对不同电流时，开关频率16kHz下推荐的IGBT规格。如果使用SiC以获得更优异的性能，成倍提升的开关频率（32kHz）也能使得滤波电感大大减小，推荐的方案见表3。 表2.MPPT IGBT单管解决方案 表3.MPPT SiC单管解决方案 以40A的光伏电池输入为例，输入520V，输出800V，考虑40%的电流纹波情况下，IGBT方案与SiC方案的损耗与结温仿真结果如下。 可以看到在使用推荐的方案，IGBT工作于16kHz，SiC工作于32kHz时，在典型的满载工况下，单管的损耗与结温都有充足的裕量。因此也可以尝试将开关频率提到更高，以进一步提升功率密度。如果使用更大电流能力的器件去减少并联也是可以的，具体还要看大家自己的设计习惯。 以上是MPPT基本原理与英飞凌解决方案，各位在做方案选型时可以基于此去做参考。但由于不同的光伏电池板的电压、电流范围不同，不同设计习惯中的电流纹波也不同，具体的案例仍然需要结合具体工况去做详细评估。

找元器件上唯样商城 EconoDUAL™3是一款经典的IGBT模块封装，其上一代的1700V系列产品已经广泛应用于级联型中高压变频器、静止无功发生器（SVG）和风电变流器，覆盖了中功率和一部分大功率的应用场合。。。 本文提及的相关产品，均会在直播中出现