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Voohu:一体成型电感在低压大电流(<1V/100A)应用中的直流电阻优化与散热设计

1小时前
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CPU/GPU核心供电(<1V,>100A)中,电感直流电阻(DCR)直接导致输出电压跌落和效率损失。本文分析低压大电流场景对电感DCR的极限要求,给出扁平线绕组、并联电感和PCB散热铜厚优化方案。

一、DCR对输出电压的影响

输出电压V_out = V_ref - I_out × (DCR + PCB电阻)。当V_out=0.9V,I_out=100A,DCR=0.3mΩ时,压降=30mV,占输出电压3.3%。若DCR=0.5mΩ,压降=50mV(5.6%),可能导致CPU欠压。

二、不同绕组结构的DCR对比

绕组类型 典型DCR(mΩ) @100A 体积(mm³) 成本
圆线(单股) 0.8
多股细线(Litz) 0.6
扁平线 0.25-0.35
铜片绕组 0.15-0.2 很高

三、并联电感方案

采用n颗小电感并联可降低等效DCR:DCR_eq = DCR_single / n。例如,4颗0.5mΩ电感并联,等效0.125mΩ。缺点:占用面积大,需注意均流。

四、PCB散热铜厚优化

电感DCR产生的热功率P = I² × DCR。100A、0.3mΩ时P=3W。PCB铜箔厚度应从标准1oz(35μm)增至2oz(70μm)或4oz(140μm),并增加散热过孔和底部铜皮。

五、Voohu低压大电流电感推荐

型号 电感量(μH) DCR(mΩ) 额定电流(A) 并联建议 适用PCB铜厚
WHYT1250-L 0.15 0.25 80 2颗并联 2oz
WHYT1770-L 0.12 0.18 120 单颗 4oz
4×WHYT0630并联 0.22 0.125(等效) 4×30=120 4颗 2oz

六、热仿真验证

在85℃环境温度下,使用单颗0.25mΩ电感(电流100A),铜厚2oz、加散热过孔后,电感表面温度108℃(低于125℃限值)。若用1oz铜,温度升至125℃以上。

结语:低压大电流应用中,电感的DCR需控制在0.3mΩ以下。扁平线绕组和并联电感方案可有效降低DCR,配合加厚PCB铜箔和散热设计,确保电感温升在安全范围内。

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