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パワーインダクタTFMシリーズは、TDKがこれまで蓄積してきた薄膜プロセスを駆使して開発した小型、薄型のインダクタです。更に高い飽和磁束密度を持つ金属磁性材料を使用することで、パワーインダクタに必要な良好な直流重畳特性を実現しています。本記事ではその構造や特徴、用途など皆様に役立つ情報を解りやすく解説します。

製品の概要

TFMシリーズの概要を図1に示します。TFM-ALMシリーズを始めとして更に特性を向上させた各種シリーズを取り揃えています。

図1:製品の概要
シリーズ TFM-ALM TFM-ALC TFM-BLD TFM-BLE TFM-ALMA TFM-ALVA
用途

民生
(スマートフォン、タブレット端末、その他携帯機器)

車載
(ADAS、ECU、車載カメラ、レーダー、
車載通信モジュール)

製品概要 金属磁性材料を使用した、薄膜タイプのインダクタ
独自のパターン形成技術、磁気飽和特性を改善した金属磁性材料を採用し、
小型・低背に関わらず、数Aクラスの定格電流を実現
コイル導体間の絶縁構造の信頼性を上げ、ショートリスクを回避
内部パターンの最適化で
従来品より特性を向上
ALMシリーズから金属材料の変更と内部パターンの最適化を行って、特性をさらに向上 端子電極形状がL字のため、5面電極品よりも狭ピッチ実装が可能 磁性材料技術と構造設計で、BLDシリーズより低抵抗かつ大電流を実現 車載品質に対応した、150℃保証の製品 ALMAシリーズから
金属材料の特性を上げ、
耐圧性能を向上
特徴
  • 従来品から直流抵抗、直流重畳特性を改善
  • 小型
  • コイルの低ロス化
  • 小型
  • 低背
  • L字電極
  • 低抵抗
  • 大電流対応
  • L字電極
  • AEC-Q200対応
  • 低漏洩磁束
  • AEC-Q200対応
  • 低漏洩磁束
  • 定格電圧40V保障(バッテリーラインでも使用可能)

製品の構造

TFMシリーズは薄膜プロセスを用いたインダクタです。Cuメッキによってコイルを形成する為自由度の高い設計が可能です。また樹脂電極を採用しており熱や基板たわみなどの応力を緩和します。

図2:製品の構造

端子電極

電極部断面図
焼成電極タイプ
焼成電極タイプ

樹脂電極タイプの方が応力が緩和されている

樹脂電極タイプ
樹脂電極タイプ

熱ストレス時(150°C)の応力シミュレーション比較

絶縁膜

電極部断面図

製品の特徴

TFM各シリーズの特徴を図3に示します。TFM-ALMAシリーズ及びTFM-ALVAシリーズは150℃対応の車載仕様品となります。

図3:製品特徴一覧
シリーズ TFM-ALM TFM-ALC TFM-BLD TFM-BLE TFM-ALMA TFM-ALVA
外観
TFM-ALMシリーズ
TFM-ALMAシリーズ
TFM-ALVAシリーズ
使用温度範囲 -40~125°C
(自己温度上昇含む)
-55~150°C
(自己温度上昇含む)
磁性材料 金属磁性材料
端子電極
仕様
樹脂電極(導電性樹脂層+メッキ)
特徴 標準仕様
大電流対応
小型
高効率
小型
低背
低抵抗
大電流対応
高効率
車載用途仕様
小型
大電流対応
車載用途仕様
40V保証

TFMシリーズでは、直流重畳特性を改善し、高負荷領域の電源効率改善に効果的な大電流タイプから、
軽負荷領域の電源効率改善に効果的な低コアロスタイプまで、幅広いラインナップを取り揃えています。

図4:直流重畳特性の向上
大電流化の市場ニーズに対応し、
優れた直流重畳特性を実現

入出力条件 Vin=3.7V Vout=1.2V
駆動周波数 Fsw=3.4MHz

図5:電源回路効率特性の改善
高負荷領域での効率を改善し、
電源回路の効率改善に効果的

車載仕様品では、金属磁性材料を新規に開発することで、小型のパワーインダクタでは対応が困難だった、
車載のバッテリーラインにもお使い頂ける製品群をラインナップに追加しました。

図6:耐圧性能の向上

独自の材料技術で定格電圧40Vを実現し、小型、高密度実装の市場ニーズに対応

アプリケーション

TFMシリーズの使用事例を図7に示します。TFMシリーズは小型、大電流対応の為、高密度実装が要求されるスマートフォンや車載ECUに最適なインダクタです。

図7:アプリケーション
アプリケーション ブロックダイアグラム
スマートフォン
スマートフォン
車載ECU
車載ECU

製品一覧

各シリーズ、形状毎の製品一覧を図8に示します。タイプ名をクリックすると詳細な情報を見たりサンプルを購入する事ができます。

図8:製品一覧
  • 一般グレード
    一般グレード
  • 車載グレード
    車載グレード
サイズ
(mm)
高さ
(mm)
TFM-ALM TFM-ALC TFM-BLD TFM-BLE TFM-ALMA TFM-ALVA
1.6x0.8 0.8 Max.  
TFM160808ALC
TFM160808ALC
       
2.0x1.2 0.8 Max.   TFM201208ALC TFM201208BLD TFM201208BLE    
1.0 Max.         TFM201210ALMA  
2.0x1.6 1.0 Max.
TFM201610ALM
TFM201610ALM
     
TFM201610ALMA
TFM201610ALMA
TFM201610ALVA
1.2 Max.         TFM201612ALMA  
2.5x2.0 1.2 Max.        
TFM252012ALMA
TFM252012ALMA
TFM252012ALVA
TFM252012ALVA
3.2x2.5 1.2 Max.        
TFM322512ALVA
TFM322512ALMA
TFM322512ALVA
TFM322512ALVA

パワーインダクタとは?

パワーインダクタとはDC-DCコンバータなどの電源回路で使用されるインダクタのことで、パワーコイル、パワーチョークなどと呼ばれることもあります。インダクタは自己誘導作用によりエネルギーを蓄える性質をもっており、チョッパ方式のDC-DCコンバータなどは、このインダクタとスイッチング素子を組み合わせることにより、電圧の変換を行っています。(図8参照)
インダクタは工法によって積層タイプ、薄膜タイプ、巻線タイプに分けられますが、パワーインダクタには大電流を流せる巻線タイプが主流で、これにフェライトや軟磁性金属のコアを組み合わせた様々な製品があります。また小型、薄型化が可能な積層タイプ、薄膜タイプも近年では大電流化が進んできています。

図8:DC-DCコンバータ(チョッパ方式・降圧型)とインダクタ

デューティ比(スイッチング周期に対するON時間の比)
の設定により必要な電圧に降下させる。

スイッチングを繰り返す