高频低损耗大电流电感 氮化镓电源方案设计理想之选

在电源设计中，基于氮化镓（GaN）的方案可实现更高的开关频率、更优的散热性能，同时大幅缩小器件体积和重量（比硅基方案减少50%以上），由此节省了大量的安装空间，整机尺寸得以缩小，功率密度大幅提升。这使得氮化镓器件在5G通信、新能源汽车及数据中心、服务器电源等领域展现出高功率密度、低能耗和高可靠性等核心优势。随着其应用日益广泛，对电路中的电感器性能也提出了更高要求。

一、氮化镓电源对电感器的需求

● 高频低损耗：GaN器件支持MHz级高频开关，能显著降低无源器件体积，但高频会导致电感器的趋肤效应和磁芯损耗增加。因此，电感器需采用高频低损耗材料，避免高频下磁芯发热。

● 高饱和电流：GaN电源的高功率密度可能导致电感器承受更高的瞬态电流，磁芯易饱和，而选择铁硅铝或铁镍合金等高Bs磁芯材料，可避免大电流下电感值骤降，同时具备较强的直流偏置能力，以确保动态负载下的电气性能稳定。

● 低直流电阻（DCR）：降低铜损是提升GaN电源整体效率的关键。通过增加电感线圈导体截面积，如采用粗线径或扁平线绕组技术可减少DCR。

● 小型化与高功率密度：GaN电源追求极致的体积压缩。电感器采用高Bs材料和分布式气隙设计，可缩小磁芯体积，从而减少电感体积，减少PCB占板面积。

● 温度稳定性：电感参数（如感值、损耗）随温度变化会影响电源稳定性。选择温度特性稳定的材料可确保电气特性的稳定。因此，GaN电源使用的电感器需具备宽温工作范围，在-55℃~150℃内保持性能稳定。

二、大电流电感CSBA系列，满足氮化镓电源方案需求

为满足高频应用环境，尤其是氮化镓电源方案对电感器高频低损耗、高功率密度、宽温等性能需求，科达嘉推出了大电流电感CSBA系列。该系列电感采用科达嘉自主研发的合金粉磁芯材料，具有极低的磁芯损耗，优异的软饱和电流特性、高频低损耗等特点，通过多重测试证明，CSBA系列在300-600 kHz频率下电感损耗最低，非常适用于氮化镓方案设计。

​该系列电感器目前开发了1040、1050、1060、1250、1265、1275、1670、1809、2212等 9个产品尺寸，电感值范围0.17~100.00μH，DCR为0.32~51.30mΩ，饱和电流7.20~70.00A，温升电流4.80~50.00A。工作温度：-55℃ ～ +150℃ (包含线圈发热)。
CSBA系列电感电气特性及尺寸详见表一。

表一：CSBA系列电感电气特性及尺寸

1.适配氮化镓高频特性的低磁损
氮化镓器件的高频特性对电感提出了更高要求。CSBA系列采用低磁损材质和扁平线绕组设计，有效降低磁芯损耗和直流电阻（DCR），从而减少高频工作下的能量损耗，提升电源转换效率。相同封装合金粉材质电感与CSBA在不同频率下的磁芯损耗对比数据请见图1。

图1：相同封装合金粉材质电感与CSBA系列电感磁芯损耗对比

2.磁屏蔽结构增强抗干扰能力
CSBA系列采用磁屏蔽结构，能够有效抑制电磁干扰（EMI），这在氮化镓电源的高频工作环境中尤为重要。通过减少电路对其他敏感元件的干扰，可提升整体系统的信号传输质量和可靠性，尤其适用于数据中心服务器电源等高密度、高复杂度场景。

3.轻薄型设计，高功率密度
氮化镓电源通常追求小型化和高功率密度。CSBA系列的轻薄型设计和紧凑结构（最小尺寸11.20*10.20*4.00mm）节省了电路板空间，适合高密度贴装，满足现代电子设备对空间利用率的严苛需求。

图２CSBA1040系列外观尺寸（mm)

4.宽温环境下的稳定性
CSBA系列电感的工作温度范围为-55℃～+150℃，能够适应高温工作环境。其优异的温度稳定性确保了电感在高温环境下仍能保持低损耗和高效能，避免因温升导致的性能衰减。

5.低损耗与高效率
CSBA系列通过采用低损耗金属磁粉芯材料和优化的线圈结构，进一步降低磁芯损耗和电阻损耗，从而提升氮化镓电源的整体效率。例如，在数据中心服务器电源中，低损耗电感可减少能源浪费，符合绿色节能的发展趋势。

6.广泛的应用适配性
CSBA系列电感可广泛应用于氮化镓电源的DC-DC转换器、开关稳压器等核心模块。例如，在AI服务器电源或新能源设备中，其大电流处理能力和高频适应性能够支持高功率密度的电源设计，同时保障系统长期稳定运行。

科达嘉CSBA大电流电感系列通过材料创新、结构优化和工艺改进，在氮化镓电源中实现了低损耗、高可靠性、抗干扰性强及高功率密度等综合优势。这些特性使其成为适配氮化镓技术升级的理想选择，尤其适用于需要高频、高温、高稳定性的高端电源系统，能显著提升电源系统的性能和可靠性。

三、环保标准

产品符合RoHS、REACH、无卤等环保要求。

四、生产情况

产品已批量生产，交期4-6周。
如需申请样品或了解更多详情，请访问科达嘉官网或与我们的销售人员联系。

审核编辑 黄宇